Ein Leiter ist definiert als eine Substanz, wie zum Beispiel ein elektrisches Kabel, eine Übertragungsleitung oder eine Verteilungsleitung. über die der Strom übertragen wird. Bei angelegter Spannung wandern elektrische Ladungsträger, häufig Elektronen oder Ionen, in einem Leiter mühelos von Atom zu Atom. Die meisten Metalle, darunter auch Kupfer, gelten als gute Leiter, während Nichtmetalle bzw. Isolatoren als schlechte Leiter gelten.
Warum sind Dirigenten wichtig?
Dirigenten sind aus verschiedenen Gründen nützlich und wichtig.
- Es stellt sicher, dass iIonen oder Elektronen können sich frei hindurchbewegen.
- In seinem Inneren gibt es kein elektrisches Feld, sodass der Fluss von Ionen oder Elektronen möglich ist.
- Das elektrische Feld verläuft parallel zur Oberfläche des Leiters außerhalb des Leiters.
- Aufgrund der Ladungsdichte von Null können freie Ladungen nur auf der Oberfläche existieren und positive und negative Ladungen heben sich gegenseitig auf.
Leiter zeichnen sich außerdem durch eine hohe Wärmeleitfähigkeit und einen geringen Widerstand aus. Darüber hinaus speichert ein Leiter in einem Magnetfeld keine Energie. Schließlich liegen beide Enden des Leiters auf gleichem Potenzial. Wird das Potenzial an einem Ende verändert, können Elektronen von einem Ende zum anderen wandern und Strom durch den Leiter fließen.
Relevante Artikeln: Was ist amorpher Halbleiter?
Wie funktionieren Dirigenten?
Die Funktionsweise von Leitern kann man anhand der Bandtheorie der Festkörperphysik erlernen. Diese besagt, dass Festkörper ein Valenzband und ein Leitungsband haben. Ein elektrischer Strom kann nicht durch ein Material fließen, wenn zwischen seinen Valenzband und Leitungsband. Weil diese Bänder überlappen sich in Leitern, Elektronen können sich durch die Substanz bewegen Bereits bei Anlegen einer geringen Spannung kommt es zu einer Anregung der äußeren Elektronen im Valenzband, die durch eine elektromotorische Kraft oder eine Temperatureinwirkung angeregt wird. Diese Elektronen wandern vom Valenzband in das Leitungsband, da sie nur lose an das Atom gebunden sind.
Diese Elektronen können sich im Leitungsband, wo sie in großer Zahl vorkommen, frei bewegen. Sie bewegen sich nicht geradlinig, sondern hin und her. Ihre Geschwindigkeit wird daher als Driftgeschwindigkeit (Vd) bezeichnet. Diese Driftgeschwindigkeit ist der Grund dafür, dass Elektronen mit Materialatomen oder anderen Elektronen im Leitungsband des Leiters kollidieren.
Elektronen wandern vom Punkt niedrigerer Potenz zum Punkt höherer Potenz, wenn im Leiter zwischen zwei Stellen ein Potentialunterschied besteht. Strom fließt in die entgegengesetzte Richtung der Elektronen. Das Leitermaterial bietet dabei nur minimalen Widerstand.
