wenn man ein metall erhitzt, ändert sich seine elektrische leitfähigkeit warum?
also wieso leitet das metall nicht mehr so gut ?
9 Antworten
Der Versuch einer Erklärung: Im "kalten" Zustand ist das Atomgitter geordnet. Also Strom und Spannung kommen besser durch das geordnete Atomgitter. Bei Erhitzung wird das Atomgitter des Metalls vollkommen 'durcheinander' gewürfelt: und damit ist der Weg nicht mehr so 'gerade' wie im kalten Zustand.
Ich versuche das mal einfach zu erklären.
Wärme ist immer gleichbedeutend mit Energie der Atome. In Festkörpern ist diese Energie vor allem Vibrationsenergie. Im Metall geht man nun davon aus, dass die Elektronen nicht an am Kern lokalisiert sind. (Einfaches Model: Elektronengas)
Die wakelnden Kerne sind nun ein Hinderniss für die sich bewegenden Elektronen (Drudemodell). Wird nun die Temperatur erhöht, also den Kernen mehr Energie zugeführt, vibrieren sie stärker und stellen so ein größeres Hindernis für die Elektronen dar
Hallo Schau mal auf Wikipedia unter Elektrische Leitfähigkeit: In Metallen ist n konstant, aber die Beweglichkeit nimmt mit steigender Temperatur ab wegen zunehmender Stöße mit den Atomen bzw. wegen dadurch sinkendem τ. Also sinkt auch die Leitfähigkeit. LG
wie schon öfters hier beschrieben, da sich die atomstruktur, also die strukturgitter verändern. und je nach metall sind diese strukturen unterschiedlich, wodurch auch die einzelnen atome entweder näher oder weiter auseinander sitzen...... deshalb sind die verschiedenen metalle auch verschieden leitfähig.
physikalisch erklärt:
Beim Erhitzen ändert sich sowohl die Länge, als auch der Querschnitt des Metalls. - Damit ändert sich das Volumen(Volumen wird größer - Materialdichte sinkt - elektrischer Widerstand wird größer). Diese bereits tabellarisch festgehaltenen Größen nennt man Ausdehnungskoeffizienten, die dann wieder Temperaturkoeffizienten, z.B.: der Metalle, zur Folge haben. Da der elektrische Widerstand davon direkt proportional abhängig ist( R(20°C) = rho(20; spezifischer Widerstand) * Länge/Querschnitt), erhöht sich auch als Teil davon der spezifische Widerstand, was die el. Leitfähigkeit kappa(als Reziprokwert von rho) herabsetzt. Bei Kupfer ist der Temperaturkoeffizient ca. 0,4%/K(Kelvin) - d.h. pro Erhöhung von 10°C nimmt der Widerstand um 4% zu. Im Übrigen spricht man dabei von Kaltleitern oder PTCs. (Halb- und Heißleiter(Vertreter von letzerem: Kohlenstoff) haben genau umgekehrtes Verhalten(NTCs)).