Grundlagen: Elektrischer Widerstand
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Elektrischer Widerstand
Formelzeichen: R
Einheit: Ω = Ohm
Definition
Jeder stromleitende Werkstoff ist ein auch ein Widerstand, den er dem Stromfluß entgegensetzt. Dieser Widerstand ist abhängig vom Atomgitteraufbau und von der Anzahl frei beweglicher Elektronen.
Es gibt demnach sehr gute Leiter (mit geringem Widerstand) und ebenso schlecht leitende Materialien (sehr hoher Widerstand = isolierend).
Die besten Materialien für Leiter haben eine hohe Anzahl von Leitungselektronen. Dadurch bieten sie dem Stromfluß nur einen geringen Widerstand (R) an, und besitzen deshalb einen hohen Leitwert.
Kleiner Widerstand = hoher Leitwert und hoher Widerstand = kleiner Leitwert
| Widerstand R | = | --------------- | ||
| Leitwert G | = | --------------- | ||
Der Widerstand R wird mit der Einheit 1 Ohm (Ω) gemessen.
Die Einheit des Widerstands ist wie folgt festgelegt:
1 Ω entspricht dem Widerstand einer Quecksilbersäule von 106,3 cm Länge und einem Querschnitt von 1 mm² bei einer Temperatur von 0°C.
Größere Einheiten sind:
| 1 Kiloohm | = | 1 kΩ | = | 1.000 Ω | ||||||||
| 1 Megohm | = | 1 MΩ | = | 1.000 kΩ | = | 1.000.000 Ω |
Leitwert
Formelzeichen: G
Einheit: S = Siemens
Der Leitwert G hat die Einheit 1 Siemens (S).
Da 1 Siemens der Kehrwert von 1 Ohm entspricht, deshalb ergeben sich bei Werten von R größer von 1 Ω immer Leitwerte kleiner als 1. Deswegen heißen die kleineren Leitwerte:
| 1 milliSiemens | = | 1 mS | = | |||||
| 1 mikroSiemens | = | 1 µS | = | -------------- S | ||||
Spezifischer Widerstand
Formelzeichen: ρ (Rho)
Einheit: Ω * mm² geteilt durch m
Jedes Material hat besondere Eigenschaften Strom zu leiten, die nur es selbst betreffen, die "spezifisch" für es sind.
Diese Eigenschaft des Materials wird durch den spezifischen Widerstand ρ (Rho) ausgedrückt.
Festgelegt ist er durch: 100 cm Länge des Materials bei 1 mm² Querschnitt und einer Temperatur von 20°C.
Die Einheit ist wie folgt festgelegt:
Leitfähigkeit
Formelzeichen: κ (Kappa)
Einheit: m geteilt durch Ω * mm²
Die Leitfähigkeit ist der Kehrwert des spezifischen Widerstandes und hat die Einheit:
oder 
Hier ein kleiner Überblick der unterschiedlichen Materialien:
| Spezifischer Widerstand Ω * mm² --------- m |
Elektrische Leitfähigkeit S * m -------- mm² | ||
|---|---|---|---|
| Silber | Ag | 0,0164 | 61 |
| Kupfer | Cu | 0,0178 | 56 |
| Gold | Au | 0,0223 | 45 |
| Aluminium | Al | 0,0294 | 34 |
| Magnesium | Mg | 0,0455 | 22 |
| Wolfram | W | 0,055 | 18,2 |
| Zink | Zn | 0,061 | 16,5 |
| Nickel, rein | Ni | 0,08 | 12 |
| Platin | Pt | 0,098 | 10,2 |
| Eisen, rein | Fe | 0,1 | 10 |
| Zinn | Sn | 0,121 | 8,3 |
| Stahl | St | 0,143 | 7 |
| Blei | Pb | 0,208 | 4,8 |
| Quecksilber | Hg | 0,94 | 1,063 |