Leitfähig

Leitfähig ist ein physikalischer Begriff, der beschreibt, dass ein Stoff elektrischen Strom leiten kann. Sprachlich wird dazu oft die Leitfähigkeit als Materialparameter verwendet. Substanzen, die Strom leiten, werden leitfähig genannt; solche, die keinen Strom leiten, gelten als unleitfähig oder isolierend.

Physikalisch beruht Leitfähigkeit auf Trägerladungen, die sich unter einem Feld bewegen. In Metallen dominieren freie Elektronen; in Elektrolyten tragen Ionen zur Leitfähigkeit bei. Die Leitfähigkeit hängt von Temperatur, Kristallstruktur, Reinheit, Dotierung und Phase ab. Mehr freier Ladungsträger und größere Beweglichkeit erhöhen σ.

Die Leitfähigkeit wird in Siemens pro Meter (S/m) gemessen. Der Zusammenhang mit dem spezifischen Widerstand ρ lautet σ = 1/ρ. In Flüssigkeiten wird Leitfähigkeit oft in Mikrosiemens pro Zentimeter (µS/cm) angegeben. Messgeräte verwenden üblicherweise Conductivity oder Vier-Leiter-Technik, um Fehler durch Kontaktwiderstände zu minimieren.

Beispiele: Metalle wie Kupfer weisen hohe Leitfähigkeit; Wasser mit gelösten Salzen ist leitfähig; reines Wasser hat praktisch keine Leitfähigkeit. Anwendungen finden sich in Elektronik, Elektrochemie, Sensorik, Materialkunde und Wasseraufbereitung.

Temperaturverhalten: Bei Metallen nimmt die Leitfähigkeit typischerweise mit steigender Temperatur ab, wegen erhöhter Streuung. Elektrolyten zeigen oft höhere Leitfähigkeit bei höheren Temperaturen, da die Ionbewegung zunimmt. Verunreinigungen und Defekte mindern die Leitfähigkeit und können sie als Qualitätsmaßstab dienen.