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Elektrische Leiter sind Materialien mit elektrisch geladenen freien Teilchen, die in Metallen als "Elektronen" bekannt sind. Wenn an einigen Stellen eines Metalls eine elektrische Ladung angelegt wird, bewegen sich die Elektronen und lassen Elektrizität durch. Materialien mit hoher Elektronenmobilität sind gute Leiter, und solche mit niedriger Elektronenmobilität sind keine guten Leiter, die als "Isolatoren" bezeichnet werden.
Kupfer und Silber
Silber ist der beste Stromleiter, da es mehr bewegliche Atome (freie Elektronen) enthält. Damit ein Material ein guter Leiter ist, muss die durch es geleitete Elektrizität in der Lage sein, Elektronen zu bewegen. Je mehr freie Elektronen im Metall sind, desto größer ist seine Leitfähigkeit. Silber ist jedoch teurer als andere Materialien und wird normalerweise nur verwendet, wenn dies für spezielle Geräte wie Satelliten oder Leiterplatten erforderlich ist. Kupfer ist weniger leitfähig als Silber, aber es ist billiger und wird üblicherweise als wirksamer Leiter in Haushaltsgeräten verwendet. Die meisten Drähte bestehen aus vernickeltem Kupfer, und die elektromagnetischen Kerne sind normalerweise mit Kupferdrähten umwickelt. Kupfer lässt sich leicht schweißen und in Drähte einwickeln. Daher wird es normalerweise verwendet, wenn eine große Menge leitfähigen Materials benötigt wird.
Aluminium
Aluminium ist im Vergleich zum Gewicht leitfähiger als Kupfer und kostet weniger. Es wird in Haushaltsprodukten oder in der Verkabelung verwendet, ist jedoch keine übliche Option, da es mehrere strukturelle Mängel aufweist. Beispielsweise neigt Aluminium dazu, in elektrischen Verbindungen eine elektrisch beständige Oxidoberfläche zu bilden, die zu einer Überhitzung führen kann.Es wird in Hochspannungsübertragungsleitungen (z. B. Telefonkabeln) verwendet, die für zusätzlichen Schutz mit Stahl abgedeckt werden können.
Gold
Gold ist ein guter elektrischer Leiter und färbt sich nicht wie andere Metalle an der Luft - beispielsweise können Stahl oder Kupfer oxidieren (korrodieren), wenn sie längere Zeit Sauerstoff ausgesetzt werden. Gold ist ziemlich teuer und wird nur in bestimmten Materialien verwendet, z. B. in Leiterplattenkomponenten oder kleinen elektrischen Steckverbindern. Einige Materialien können mit Gold als elektrischem Leiter beschichtet sein oder eine kleine Menge Gold verwenden, die ein anderes Beschichtungsmaterial erhält, um die Herstellungskosten zu senken.
Stahl und Messing
Stahl ist eine Eisenlegierung, die auch Leiter ist und ein unflexibles Metall ist, das an der Luft stark korrosiv ist. Es ist schwer zu formen und wird nicht in kleinen Produkten oder Maschinen verwendet. Stattdessen wird Stahl verwendet, um andere Leiter oder große Strukturen zu umwickeln. Messing, das auch eine Metalllegierung ist, ist ein Zugmetall, das das Biegen und Formen in verschiedene Teile kleinerer Maschinen erleichtert. Es ist weniger ätzend als Stahl, etwas leitfähiger, billiger zu kaufen und behält nach Gebrauch den Wert, während Stahllegierungen nur beim ersten Kauf wertvoll sind.
