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Leiter / Isolator
- Leiter und Nichtleiter (Isolator) (1:41 Minuten)
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Einleitung
In der folgenden Animation gehen elektrisch neutrale Kupferatome eine metallische Bindung ein. Dabei ordnen sie sich in einer festen Atomstruktur an und geben sie ein Elektron ab, welches sich frei zwischen den Atomen bewegen kann. Durch diese Abgabe sind die Atome nun positiv geladen. Die Ladung des gesamten Metalls ist neutral, da die vorhandenen Elektronen den Elektronenmangel der Atome ausgleichen.
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Negativ aufladen
Wenn man dem Leiter Elektronen hinzufügt, so herrscht Elektronenüberschuss, d.h. der Leiter ist negativ aufgeladen.
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Positiv aufladen
Wenn man dem Leiter Elektronen entzieht, so herrscht Elektronenmangel, d.h. der Leiter ist positiv aufgeladen.
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Ladungstransport im Leiter
Wenn man an einem neutralen Leiter eine Spannung anlegt, bewegen sich die Elektronen in Richtung des Pluspols. Die Anzahl der Elektronen, die am Pluspol aufgenommen werden, werden vom Minuspol nachgeliefert. Dadurch bleibt der Leiter insgesamt neutral.
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Ladungstransport zwischen Leitern
Im folgenden Experiment stoßen eine stark positiv geladene und eine schwach negativ geladene Metallkugel zusammen. Es findet ein sofortiger Ladungsausgleich statt, d.h. es wandern so viele Elektronen von der negativ geladenen Kugel zur anderen, dass die beiden Kugeln gleich stark geladen sind.
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Isolatoren
In Isolatoren sind die Elektronen im Material nicht frei beweglich, sondern fest an ihr jeweiliges Atom gebunden. Dadurch kann im Isolator kein Strom fließen.
Quellen
- Wikipedia: Artikel über "Leiter (Physik)"
- Wikipedia: Artikel über "Isolator"
- Website von LEIFI: Atomare Vorstellungen der Elektrizität
- English version: Article about "Electrical Conductor / Insulator"