Erkläre die Veränderungen der elektrischen Leitfähigkeit eines Drahtes wenn man ihn abkühlt?

2 Antworten

Ja, was ist deine Frage? Übrigens gehört das eher in die Rubrik Physik.

Die Unterschiede und Strukturen zwischen Halbleitern und Metallleitern (Feuerwehr- und Holzleitern lasse ich mal außen vor ;) ) sollten dir geläufig sein.

Mit Temperaturerhöhung nimmt die Leitfähigkeit der Halbleiter zu, da mehr Elektronen und Fehlstellen durch zunehmende Energie frei werden (die leiten). Es handelt sich bei 0° Kelvin um einen reinen Kristall wie Diamant. Silizium und andere Halbmetalle sind etwa welche. Der "Billardeffekt" der Elektronen nimmt erst bei mehreren Hundert Grad überhand, sodass auch hier die Leitfähigkeit abnimmt.

Die normalen Metalle und Ionenlösungen sind aufgrund des Elektronengases bzw der Ionen/Pole voll leitfähig. Die Leitfähigkeit nimmt eher ab mit steigender Temperatur. Grund ist die bei 0° Kelvin maximale (evtl Supra-) Leitfähigkeit. Die Elektronen werden bildlich gesprochen mobiler, stoßen sich und die Atomrümpfe und heizen dadurch dadurch das Material auf. Es geht Energie verloren.

Die Energieabgabe hängt auch von der Spannung U ab. Der Widerstand R ist so gesehen das Maß für die Wärmeabgabe, er ninmt mit der Temperatur zu. Nach R=I/U lässt sich der Widerstand mit steigender Spannung (Fließgeschwindigkeit) oder abnehmender Stromstärke (Elektronendichte) minimieren. Das ist der Grund, warum Fernleitungen auf 400.000 Volt laufen.

Ich hoffe, ich konnte das Thema etwas anschaulich erklären. Für Hausaufgaben sind wir hier aber eigentlich nicht zuständig.

Je kühler, desto besser leitet der Draht...