Natur und Technik für den Pflichtschulabschluss: Leiter, Halbleiter, Isolator

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Links: Glas ist bis ca. 600°C ein Isolator.
Rechts: Kupferkabel: ein elektrischer Leiter.
Der Kunststoff herum ist allerdings ein Isolator.
Silizium wird für Konstruktion von Mikroprozessoren benutzt
Blitzerzeugung mit einer
Elektrisiermaschine (Video)

Isolatoren, wie die Luft, werden
unter bestimmten Bedingungen doch zu
Leitern (hier bei höherer Spannung).

Ein elektrischer Leiter ist jedes Material, in dem die Bewegung von irgendwelchen Ladungen fast ohne Hindernisse stattfinden kann. Das sind vor allem Metalle und salzige Wasserlösungen. Elektrische Leiter sind beim Transport vom elektrischen Strom wichtig (als Kabeln). Bei Metallen steigt der elektrische Widerstand mit steigenden Temperatur. Die Bewegung ist aber doch nicht ohne Hindernisse. Daher wird in elektrischen Leitern elektrische Energie zu Wärmeenergie umgewandelt und bei Glühbirnen zum Licht.

Ein Isolator ist jedes Material, in dem die Bewegung von Ladungen gar nicht stattfinden kann. Die meisten Materialien sind Isolatoren, wie das Holz, der Kunststoff oder die trockene Luft. Manche Isolatoren (vor allem Kunststoff und Keramik) sind auch beim Transport vom elektrischen Strom wichtig. Ein Kabel muss isoliert sein, damit die Gefahr eines Stromschlags reduziert wird. Allerdings funktionieren alle diese Materialien nicht mehr als Isolatoren, wenn z. B. die Spannung sehr hoch ist.

Halbleiter sind Materialien, die sich mal als Isolatoren und mal als Leiter verhalten. Halbleiter sind in der Elektronik (z. B. als Mikroprozessoren, Dioden, Trioden, Solarzellen) extrem wichtig. Viele Gegenstände unserer modernen Zeit, wie der Computer, das Handy usw., wurden dank Halbleitern erfunden. Bei Halbleitern fällt der elektrische Widerstand mit steigenden Temperatur.