unter welchen voraussetzungen leitet ein feststoff strom?

Moin,

wenn der Feststoff Elektronen leicht aufnehmen oder abgeben kann. Wenn die Spannung groß genug ist.

z.B. bei Metallen

Wasser leitet nur Strom wenn diesem Salz oder andere Mineralien zugesetzt sind. (Normales Trinkwasser erfüllt diese Vorrausetzungen) Eis leitet Strom sehr schlecht. ...

Grüße

Es braucht Ladungsträger, die sich frei durch den Feststoff bewegen können.

Jeder Stoff besitzt einen spezifischen Leitwert. Der Leitwert gibt Auskunft darüber wie gut ein Stoff den elektrischen Strom leitet. Der spezifische Widerstand hingegen gibt Auskunft darüber wie schlecht der Stoff den elektrischen Strom leitet und entspricht genau dem Kehrwert des Leitwertes.

Stark vereinfacht erklärt:

Die verschiedenen Leitwerte entstehen unter anderem durch den unterschiedlichen Molekularen Strukturen der Stoffe.

In Kupfer z.b. haben wir eine Gitterförmige Struktur. So kann es passieren, dass das Valenzelektron des einen Atomkerns genauso weit weg ist wie der Atomkern des Nachbaratoms was dazu führt, dass einige Ladungen aus ihrer Bahn geworfen werden.

Die Anzahl der freien Ladungsträger eines Stoffes gibt dann an, ob ein Stoff den elektrischen Strom gut oder schlecht leitet. Je mehr freie Ladungsträger, desto besser der spezifische Leitwert.

Das sogenannte "Energiebändermodell" soll dabei helfen das ganze besser zu verstehen und erklärt recht gut warum ein Stoff Leitfähig ist, ein Stoff nicht Leitfähig ist und wieder ein Stoff den elektrischen Strom nur Halb leitet.

Denn man unterscheidet Grundsätzlich zwischen den:

• Leiter
• nicht Leiter oder Isolator
• Halbleiter

Beim Energiebändermodell werden die Atome nicht mehr einzeln betrachtet sondern viel mehr als eine Einheit. So gehören die Valenzelektron nicht mehr nur einem einzelnen Atom sondern zu allen Atomen gleichzeitig als System.

Dabei können die Elektronen verschiedene Energieniveaus annehmen. Nur Elektronen im Leitungsband tragen zum elektrischen Stromfluss bei. Elektronen im Valenzband hingegen nicht.

Der Raum zwischen den Energiebändern wird als "Bandlücke" bezeichnet und entspricht einem Energieniveau, welches von Elektronen nicht eingenommen werden kann.

Bei Metallen ist diese "Bandlücke" sehr gering. Das bedeutet, Elektronen können sehr leicht vom Valenzband in den Leitungsband gelangen. Bei Isolatoren hingegen ist die Bandlücke sehr groß weshalb ein Elektron nicht so einfach vom Valenzband in das Leitungsband gelangen kann.

Bei Halbleitern ist die Bandlücke zwar größer als bei einem normalen Leiter aber trotzdem recht gering. sie liegt zwischen 0,1-3eV.

Wird dem System nun Energie z.b. in form von Wärme oder Licht hinzugefügt, so nehmen die Elektronen diese Energie auf und können so ins Leitungsband gelangen. Gleichzeitig hinterlassen diese Elektronen Löcher im Valenzband welche dann als positive Ladungsträger fungieren.

Hängt vom Leitwert des Feststoffs ab, der sich durch Feuchtigkeit oder Temperatur verändern kann.

Unter Einfluss von Temperatur oder Feuchtigkeit.