Leitet Gummi Strom? Elektrische Leiter und Isolatoren

Leitet Gummi elektrischen Strom?

Gummi ist ein Kunststoff, der von Natur aus keinen elektrischen Strom leitet. Seine langkettige Molekülstruktur verhindert die freie Bewegung von Elektronen. Enthält ein Material keine frei beweglichen Elektronen, so wirkt es als Isolator.

In einigen Fällen hängt die elektrische Leitfähigkeit von Gummi vom eingesetzten Trägermaterial ab. Wenn dieses freie Elektronen (Leitungsbänder oder Ladungsträger) enthält, kann es Strom leiten. Kautschuk mit Zusätzen wie Kohlenstoff oder metallischen Füllstoffen kann elektrische Eigenschaften besitzen. Die Wahl des richtigen Kautschuks für die Einsatzumgebung bestimmt den leitfähigen Füllstoff – dazu gehören u. a. silberhaltiges Aluminium, Nickel-Graphit oder silberbeschichtetes Kupfer.

Elektrisch leitfähiger Gummi

Dabei handelt es sich um eine spezielle Art von Kautschuk, dem ein leitfähiger Zusatzstoff beigemischt wurde, der den Stromfluss ermöglicht. Er eignet sich ideal zur Reparatur von Tastaturen, Taschenrechnern, Steuerungstafeln oder Fernbedienungen. Solcher Gummi ist elastisch (kehrt nach einer Verformung in seine ursprüngliche Form zurück) und besitzt eine Reißfestigkeit von bis zu 6,0 MPa.

Was unterscheidet einen Leiter von einem Isolator?

Elektrische Leiter

Leiter sind Stoffe, die elektrischen Strom gut leiten, z. B. Kupferdraht, Eisen oder auch feuchte Haut. Die Leitfähigkeit kann entweder elektronisch oder ionisch sein. Zu den nichtmetallischen Leitern zählt etwa Graphit – eine allotrope Form von Kohlenstoff.

Elektronenleiter (Metalle)

In Elektronenleitern erfolgt der Stromtransport durch freie Elektronen. Diese bewegen sich innerhalb des Materials, wenn eine elektrische Spannung angelegt wird. Um den positiv geladenen Atomkern kreisen Elektronen, von denen sich die äußeren – die sogenannten Valenzelektronen – bei Energiezufuhr lösen und zu freien Elektronen werden. Diese können sich im Material frei bewegen.

Beispiele für gute Leiter sind Metalle wie Gold, Silber, Platin, Eisen, Aluminium, Zinn, Kupfer oder Quecksilber.

Ionenleiter

Ionenleiter transportieren Strom durch bewegliche Ionen (positive oder negative). Diese Leitfähigkeit tritt in Flüssigkeiten (Elektrolyten), Festkörpern oder Gasen auf – meist als Folge von Ionisation bei hohen Temperaturen oder in elektrischen Feldern.

Isolatoren

Isolatoren (auch Dielektrika) sind Stoffe, die elektrischen Strom kaum leiten. Sie zeichnen sich durch eine große Bandlücke zwischen dem Valenz- und dem Leitungsband aus. Die Anzahl und das Energieniveau der Valenzelektronen beeinflussen die physikalischen Eigenschaften des Elements – z. B. die elektrische und thermische Leitfähigkeit.

Typische Isolatoren sind Glas, Kunststoff, Gummi, Papier, Holz, Styropor und Diamant. Auch destilliertes Wasser oder trockene Luft wirken isolierend. Interessant ist, dass manche Isolatoren wie Glas bei höheren Temperaturen leitfähig werden können.

Verschiedene Gummiarten werden aufgrund ihrer isolierenden Eigenschaften häufig zur Ummantelung von elektrischen Leitungen in Geräten und Installationen verwendet.

Der Unterschied zwischen leitenden und nichtleitenden Materialien wurde bereits im 18. Jahrhundert erforscht und stellt einen der ersten Meilensteine in der Geschichte der Elektrizitätslehre dar.

Was sind Halbleiter?

Halbleiter sind Materialien mit Eigenschaften zwischen Leitern und Isolatoren. Sie leiten Strom schlechter als Metalle, aber besser als Isolatoren. Durch Dotierung mit bestimmten Elementen lassen sich ihre elektrischen Eigenschaften verbessern.

Bekannte Halbleitermaterialien sind Silizium und Germanium. Sie finden breite Anwendung in elektronischen Bauteilen wie Transistoren, Dioden, integrierten Schaltkreisen oder Solarbatterien. Im Gegensatz zu Leitern steigt die Leitfähigkeit von Halbleitern mit zunehmender Temperatur, da mehr freie Ladungsträger entstehen.

Dielektrische Eigenschaften von Gummi

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