Nichtleitfähigkeit

Nichtleitfähigkeit bezeichnet die Eigenschaft von Materialien, elektrischen Strom unter normalen Bedingungen kaum oder gar nicht zu leiten. In der Elektrotechnik werden Stoffe mit dieser Eigenschaft als Isolatoren oder Dielektrika eingesetzt. Die Leitfähigkeit, σ, misst, wie gut sich Ladungsträger bewegen; der entsprechende Widerstand eines Materials ist ρ (Resistivität) und gilt ρ = 1/σ. Der ohmsche Widerstand eines Bauteils ergibt sich aus R = ρL/A.

Die Nichtleitfähigkeit resultiert meist aus einem großen Bandabstand in der Elektronenstruktur oder aus dem Mangel an frei beweglichen Ladungsträgern bei Raumtemperatur. Typische Nichtleiter besitzen daher sehr geringe Elektronen- oder Ionenleitfähigkeit. Als Dielektrika speichern sie zudem elektrostatische Felder: Sie haben eine hohe Permittivität und geringe Verluste, bis zur Durchschlagsfestigkeit. Die Durchschlagsfestigkeit gibt an, welche maximale Spannung das Material ohne Durchschlag aushält.

Temperatur, Feuchtigkeit und Struktur beeinflussen die Nichtleitfähigkeit. Mit zunehmender Temperatur oder Feuchtigkeit können Ladungsträger erzeugt oder freigesetzt werden, wodurch die Leitfähigkeit steigt, bleibt jedoch oft im Bereich der Isolierungen.

Beispiele umfassen Luft, Glas, Keramik, Kunststofffolien und viele Polymere. Anwendungen liegen in der elektrischen Isolation von Leitungen, Gehäusen, Trennungen, sowie als Dielektrikum in Kondensatoren und in Hochspannungskomponenten.

Zusammengefasst beschreibt Nichtleitfähigkeit die Fähigkeit bestimmter Stoffe, Spannungen zu isolieren und Strom nur sehr schwach oder gar nicht zu leiten, wodurch sie für Isolierung und Feldspeicherung unverzichtbar ist.