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Grundwissen

Leiter und Nichtleiter

Das Wichtigste auf einen Blick

  • Materialien können grob in zwei Kategorien eingeteilt werden: Leiter (z.B. Metalle) und Nichtleiter (z.B. Kunststoffe).
  • Ob ein Material Strom gut oder schlecht leitet kannst du mit einer Testschaltung prüfen.
  • Je mehr Salz im Wasser gelöst ist, desto besser leitet Wasser Strom.
  • Die meisten Gase leiten Strom nicht.
Aufgaben Aufgaben

Grobe Testschaltung zur Prüfung der Stromleitung

Versuch Stromleitung Bild 2
Abb. 1 Testschaltung zur Prüfung der Stromleitung

Um zu prüfen, ob ein Material Strom leitet oder Strom nicht leitet benötigst du eine Testschaltung. In ein Stromkreis, der an eine Batterie oder ein Niedervoltnetzgerät angeschlossen ist, befinden sich zwei Klemmen, zwischen die das zu testende Material eingeklemmt wird. Der Schalter im Stromkreis dient dazu die Prüfung zu starten und zu stoppen. Ein Glühbirne dient als Stromindikator: Leuchtet die Glühlampe bei geschlossenem Schalter auf, so fließt Strom durch den Stromkreis und das Material zwischen den Klemmen leitet. Bleibt die Glühlampe jedoch dunkel, so fleißt offensichtlich kein Strom durch den Stromkreis und das Material zwischen den Klemmen ist ein Nichtleiter. Nichtleiter werden auch Isolatoren genannt.

Leiter und Nichtleiter

Typische elektrische Leiter sind:

  • Metalle (Eisen, Kupfer, Gold, Platin)
  • Kohle

Typische elektrische Nichtleiter (Isolatoren) sind:

  • Kunststoffe
  • Glas
  • Keramik

Feinere Testung mit einem Messgerät

Glühbirnen sind jedoch nur sehr grobe Stromindikatoren. Glühbirnen beginnen erst bei einem bestimmten Stromfluss zu leuchten, darunter erscheinen sie dunkel, auch wenn Strom fließt. Es gibt jedoch spezielle Messgeräte, sogenannte Amperemeter, die bereits kleinste Ströme anzeigen und die Stärke des Stroms auf einer Skala darstellen. Ersetzt du in der Testschaltung die Glühbirne durch ein Amperemeter, so kannst du besser zwischen Leiter und Nichtleiter entscheiden. Dies ist insbesondere für die Untersuchung der Leitfähigkeit von Flüssigkeiten hilfreich.

Leiter und Nichtleiter unter den Flüssigkeiten

Leitung von Wasser bei unterschiedlichem Salzgehalt
Abb. 2 Destilliertes Wasser ist Nichtleiter, stark gesalzenes Wasser ist Leiter

Nicht nur Festkörper können Strom leiten, sondern auch bei Flüssigkeiten gibt es Leiter und Nichtleiter. Allerdings leiten selbst leitende Flüssigkeiten den Strom in der Regel deutlich schlechter als Metalle. Grundsätzlich leiten Säuren und Basen elektrischen Strom. Ebenso leitet mit Salz versetztes Wasser Strom. Dabei gilt: Je mehr Salz im Wasser gelöst ist, desto besser leitet das Wasser Strom (siehe Abb. 2). Da der menschliche Körper zu einem großen Teil aus Wasser besteht, in dem Salze gelöst sind, leitet auch dein Körper Strom. Experimentiere daher nur mit Batterien oder Kleinspannungsnetzgeräten.

Destilliertes (salzfreies) Wasser und Öl sind hingegen Isolatoren und leiten Strom nicht.

Gase im Normalfall Nichtleiter

Gase wie die Luft um dich herum sind im Normalfall Nichtleiter (Isolatoren). Nur bei sehr hohen Spannungen, die z.B. bei einem Gewitter zu Blitzen führen, kann Strom eine "Luftstrecke" überwinden. Auch bei besonderen Bedingungen, wie starken Unterdruck können einige Gase Strom leiten. So leitet in einer Glimmlampe Neongas bei Unterdruck elektrischen Strom und sorgt dabei für eine Leuchterscheinung.  

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