Was sind elektrische Eigenschaften?
Elektrische Eigenschaften sind die physikalischen Bedingungen, unter denen sich eine elektrische Ladung in einem bestimmten Material von Atom zu Atom bewegen kann. Diese Eigenschaften unterscheiden sich stark zwischen den drei Haupttypen von Materialien: Feststoffe, Flüssigkeiten und Gase. Die elektrischen Eigenschaften von festen Materialien wie Metall sind hoch, während sich elektrische Ladungen im Wasser nicht so leicht bewegen und es mit Gasen noch schwieriger haben. In jedem Element gibt es Ausnahmen: Einige Feststoffe sind schlechte Leiter, und einige Gase können ausgezeichnete Leiter werden.
Feststoffe und Elektrizität sind oft eine perfekte Kombination für die Leitfähigkeit. Die elektrischen Eigenschaften von Kupfer, Stahl und anderen Metallen bieten aufgrund der physikalischen Nähe der Atome die optimale Möglichkeit. Wenn Elektronen leicht zwischen Atomen hindurchtreten können, fördert dies die elektrische Leitfähigkeit. Feststoffe wie Silber, Kupfer und Aluminium sind bei Elektroarbeiten beliebt, da beim Durchströmen dieser Metalle nur sehr wenig Energie verloren geht.
Nicht alle Feststoffe besitzen jedoch die starken elektrischen Eigenschaften von Metall. Gegenstände wie Glas, Holz und Kunststoff gelten als Isolatoren, da die dicht gepackten Elektronen nicht leicht elektrische Ladungen teilen. Wenn diesen Materialien elektrischer Strom zugeführt wird, geschieht nichts. Diese Feststoffe werden in der Elektroarbeit nach wie vor geschätzt, oft jedoch zum Schutz des Menschen vor elektrischen Ladungen.
Die elektrischen Eigenschaften von Flüssigkeiten variieren je nach Material. Salzwasser hat beispielsweise Eigenschaften, die eine hervorragende Leitfähigkeit der Elektrizität ermöglichen, da die Ionen im Salz einen freien Stromfluss fördern. Obwohl Strom durch normales Wasser fließen kann, werden Trink- und destilliertes Wasser aufgrund des schlechten Stromflusses als Isolatoren angesehen. Andere Flüssigkeiten wie Öl, Benzin und Kerosin haben noch bessere Isoliereigenschaften, da der Strom nur schwer durchgelassen werden kann.
Die elektrischen Eigenschaften von Gasen schwanken vor allem zwischen den drei Grundstoffen. Im Normalfall sind Gase wie Sauerstoff, Kohlendioxid und Stickstoff so schlechte Stromleiter, dass sie tatsächlich als Nichtleiter gelten. Wenn diese Gase jedoch unterschiedlichen Elementen ausgesetzt sind, ändern sich die Eigenschaften schnell. Wenn beispielsweise der Luftdruck wie bei einem Gewitter abfällt, leiten Gase die Elektrizität besser. Der Druck erzeugt eine dichtere Atmosphäre und ermöglicht, dass sich Elektrizität, oft in Form von Blitzen, freier bewegen kann.