Leiterwiderständen

Leiterwiderstände sind die elektrische Widerstände von festen oder fließenden Leitern, also von Drähten, Leiterbahnen oder anderen Bauteilstücken, durch die elektrischer Strom fließt. Der Widerstand eines Leiters hängt von Material, Querschnitt und Länge ab und wird durch das Ohmsche Gesetz beschrieben. Für einen homogenen Leiter gilt R = ρ L / A, wobei R der Widerstand, ρ die elektrische Leitfähigkeit (Resistivität) des Materials, L die Länge und A die Querschnittsfläche ist. Die Einheit von R ist das Ohm (Ω).

Die Werte des Leiterwiderstands werden wesentlich durch das Material bestimmt. Metalle wie Kupfer oder Aluminium haben vergleichsweise geringe Resistivität und eignen sich gut als Leiter. Typische Zahlenwerte liegen bei Kupfer etwa 1,68 × 10^-8 Ω·m (bei Raumtemperatur); bei Aluminium etwa 2,82 × 10^-8 Ω·m. Die Geometrie des Leiters, insbesondere Länge und Querschnitt, ermöglicht es, den Widerstand gezielt zu gestalten. Je länger und dünner der Leiter, desto höher der Widerstand.

Die Temperatur beeinflusst den Leiterwiderstand deutlich. Mit steigender Temperatur erhöht sich die Resistivität in der Regel linear, ρ(T) ≈ ρ0 [1 + α (T − T0)], wobei α der Temperaturkoeffizient des Materials ist. Dadurch steigt der Widerstand bei Erwärmung an, was in Stromkreisen und in der Energiewirtschaft berücksichtigt wird. Zusätzlich können Materialunreinheiten, mechanische Beanspruchung oder Extremtemperaturen die Werte verändern.

Messung und Anwendung: Leiterwiderstände lassen sich mit einem Ohmmeter oder in der Vierdrahtmessung bestimmen. In elektrischen Installationen und Geräten beeinflusst der Leiterwiderstand Spannungsabfälle, Heizleistung und Effizienz. Bei sehr langen Leitungen sind auch Effekte wie Widerstandsänderungen durch Temperatur und, bei Hochfrequenzsignalen, Oberflächenleitfähigkeit zu beachten.