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Leiter, Nichtleiter, Halbleiter Unterschied

Geschrieben von: Dennis Rudolph
Donnerstag, 30. März 2017 um 19:57 Uhr

Der Unterschied zwischen Leiter, Nichtleiter und Halbleiter wird in diesem Artikel erklärt. Kurzfassung der Inhalte:

  • Eine Erklärung, was Leiter, Nichtleiter und Halbleiter sind.
  • Viele Beispiele zu Leiter, Halbleiter und Nichtleiter.
  • Aufgaben / Übungen damit ihr dieses Thema üben könnt.
  • Ein Video, welches sich mit Leiter und Nichtleiter befasst.
  • Ein Frage- und Antwortbereich rund um Leiter, Halbleiter und Nichtleiter.

Hinweis:

Dieser Artikel ist Teil unseres Kurses zur Elektrotechnik "Von der Grundlagen der Elektrotechnik in der 5. Klasse bis zum Ingenieur".

Erklärung: Leiter bis Nichtleiter

Wer sich mit Basiswissen in der Elektrotechnik befasst, der bekommt erklärt, dass es elektrische Ladungen gibt. Bewegen diese sich gerichtet erhält man dadurch einen elektrischen Strom. Dies funktioniert allerdings nur bei bestimmten Materialien. Damit sind wir bei leitenden Materialien und nicht leitenden Materialien. Und dann gibt es noch etwas dazwischen.

Leiter:

  • Ein elektrischer Leiter ist sehr gut dazu geeignet den Transport von geladenen Teilchen durchzuführen.
  • Dieser verfügt über eine hohe Dichte frei beweglicher Ladungsträger und eine gute elektrische Leitfähigkeit und einen möglichst geringen elektrischen Widerstand.
  • Ein häufig eingesetztes und relatives günstiges Material ist Kupfer. Die elektrische Leitfähigkeit eines Leiters liegt bei elektrischen Leitern bei mindestens 104 S/cm.

Nichtleiter:

  • Das Gegenteil eines Leiters ist der Nichtleiter.
  • Man bezeichnet diese auch als Isolatoren.
  • Ein idealer Nichtleiter leitet gar keine elektrischen Ströme, sie haben einen unendlich hohen Widerstand und überhaupt keine frei beweglichen Ladungsträger. Die Leitfähigkeit beträgt exakt null. Dies ist wie gesagt ein idealer Nichtleiter, der reale Nichtleiter ist nicht ganz so "perfekt".
  • Oft werden Kunststoffe zur Isolation eingesetzt. Die elektrische Leitfähigkeit von Nichtleitern liegt bei kleiner 10−8 S/cm.

Halbleiter:

  • Zwischen Leitern und Nichtleitern gibt es noch so genannte Halbleiter.
  • Darunter versteht man Festkörper, mit einer elektrischen Leitfähigkeit zwischen größer 104 S/cm und kleiner 10−8 S/cm.
  • Halbleiter besitzen bewegliche Ladungsträger.
  • Wie hoch die Leitfähigkeit ist hängt stark von der Temperatur ab. Bei extremer Kälte (nahe dem Nullpunkt) wirken Halbleiter als Isolatoren.
  • Bei Raumtemperatur sind sie je nach materialspezifischem Abstand von Leitungsband und Valenzband leitend oder nichtleitend.
  • Grundsätzlich kann man sagen: Die Leitfähigkeit von Halbleitern nimmt mit steigender Temperatur zu.
  • Je wärmer, desto höher die Leitfähigkeit. Halbleiter benötigt man in der Elektrotechnik bzw. Elektronik um verschiedenste Bauteile und Effekte herzustellen.
  • In jedem PC benötigt man Halbleiter.
  • In weiterführenden Artikeln werden viele Bauteile und Schaltungen dazu behandelt.
  • Silizium ist ein typischer Halbleiter.

Wie gut ein Körper leitet, ist nicht nur von seinem Material abhängig, sondern auch von der Länge eines Körpers, dessen Querschnittsfläche und der Temperatur.

Beispiele Leiter, Halbleiter und Nichtleiter

In diesem Abschnitt sollt ihr Beispiele zu Leiter, Nichtleiter und Halbleiter geliefert bekommen.

Beispiel 1:

Nenne einige Beispiele für Leiter (leitfähige Materialien).

Lösung:

Einige Beispiele für Leiter wären:

  • Aluminium
  • Basen
  • Blei
  • Eisen
  • Gold
  • Konstantan
  • Kupfer
  • Messing
  • Plasma
  • Säuren
  • Silber
  • Zink

Beispiel 2:

Nenne einige Beispiele für Halbleiter.

Lösung:

  • Box
  • Germanium
  • Pentacen
  • Selen
  • Silizium
  • Tellur
  • Tetracen

Beispiel 3:

Nenne einige Beispiele für Nichtleiter.

Lösung:

  • Bernstein
  • Glas
  • Gummi
  • Holz
  • Keramik
  • Kunststoffe (die meisten zumindest)

Aufgaben / Übungen Leitfähigkeit

Aufgabe 1: Aluminium ist...

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Video Leiter, Halbleiter und Nichtleiter

Video Leiter und Nichtleiter

Im nächsten Video geht es um den Unterschied zwischen Leiter und Nichtleiter. Dabei geht es kurz darum, was man darunter überhaupt versteht und im Anschluss werden Beispiele für Leiter und Beispiele für Nichtleiter vorgestellt. Dieses Video gehört zum Bereich Elektrotechnik.


Nächstes Video »

Fragen mit Antworten zu Leiter, Halbleiter und Nichteiter

In diesem Abschnitt geht es um typische Fragen zu Leitern,Halbleitern und Nichtleitern.

F: Wie wichtig ist es in der Elektrotechnik sich mit Leitern, Halbleitern und Nichtleitern auszukennen?

A: Es ist extrem wichtig und zentral. Dabei ist nicht gemeint, dass man ganz viele Materialien kennen muss oder all deren Leitfähigkeit. Wenn man jedoch eine Schaltung in der Elektronik entwickelt, dann sollte man jedoch schon wissen, dass die fertige Leiterplatte aus leitfähigen und nicht leitfähigen Materialien besteht. Sonst könnte keine Schaltung in der Elektrotechnik funktionieren, da man nur Kurzschlüsse hätte.

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