Leiter, Nichtleiter, Halbleiter Unterschied

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.

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 10⁴ S/cm und 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.

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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...

• ein Nichtleiter
• keines von allem
• ein Leiter
• ein Halbleiter

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Video Leiter, Halbleiter und Nichtleiter

Fragen mit Antworten zu Leiter, Halbleiter und Nichteiter