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Physikalische Größen

Leitfähigkeit

Auch bekannt als: Konduktivität, spezifische Leitfähigkeit, spezifischer Leitwert

Symbol

κ m/(Ω·mm²) oder S·m/mm²

Kurzantwort

Kupfer leitet mit κ ≈ 56 m/(Ω·mm²), Aluminium mit κ ≈ 35 m/(Ω·mm²) bei 20 °C: Die Leitfähigkeit gibt an, wie gut ein Material Strom durchlässt — Kehrwert des spezifischen Widerstands.

Orientierungshilfe · Prüfung durch Elektrofachkraft erforderlich Mehr →

Formel-Referenz

Ausführliche Definition

Die spezifische Leitfähigkeit κ beschreibt, wie viel Strom ein Leiter je Spannungsunterschied und Länge führt. Je höher κ, desto geringer der Spannungsfall und desto geringer die Verluste. Kupfer ist mit κ ≈ 56 m/(Ω·mm²) bei 20 °C das Standardmaterial für Installationsleitungen; Aluminium liegt mit etwa 35 m/(Ω·mm²) bei 63 % davon — benötigt bei gleicher Strombelastbarkeit einen entsprechend größeren Querschnitt. Die Leitfähigkeit sinkt mit steigender Temperatur, weil die stärkeren Gitterschwingungen die Elektronen im Kristallgitter mehr streuen. Bei 70 °C Leitertemperatur beträgt κ_Cu nur noch rund 46,8 m/(Ω·mm²). Wer nach dem „Leitwert von Kupfer“ fragt, meint umgangssprachlich fast immer diese Leitfähigkeit κ, auch spezifischer Leitwert genannt. Der elektrische Leitwert G = 1/R in Siemens beschreibt dagegen einen konkreten Leiter mit seiner Länge und seinem Querschnitt, nicht das Material.

Typische Werte und Bandbreite

Typischer Bereich 56 für Kupfer, 35 für Aluminium (bei 20 °C)
Untergrenze 35 m/(Ω·mm²) bei Aluminium
Obergrenze rund 63 m/(Ω·mm²) bei Silber

Interaktive Grafik

Kurve zeigt κ in m/(Ω·mm²) als Funktion der Leitertemperatur. Mit dem Material-Umschalter wechseln Sie zwischen Kupfer und Aluminium.

Leitfähigkeit gegen Temperatur — heiße Leiter leiten schlechter
Leitertemperatur 20 °Cκ = 56,0 m/(Ω·mm²)
Leitfähigkeit gegen Temperatur — heiße Leiter leiten schlechterκ in Abhängigkeit von Leitertemperatur, 50 Punkte.02448729612037,744,150,556,963,2Leitertemperatur [°C]κ [m/(Ω·mm²)]20 °C · 56,0 m/(Ω·mm²)
20 °C

Beispiel: bei Leitertemperatur = 20 °C ergibt sich κ = 56,0 m/(Ω·mm²).

Mit jedem Kelvin Temperatur-Anstieg sinkt die Leitfähigkeit um rund 0,4 %. Ein Kupfer-Leiter bei 70 °C Betriebstemperatur bringt nur noch rund 46,8 m/(Ω·mm²) statt der 56 m/(Ω·mm²) bei 20 °C — das sind rund 16 % weniger Leitfähigkeit. Darum rechnen wir in allen Spannungsfall-Rechnungen mit 70 °C, nicht mit Raumtemperatur.

Anwendung in unseren Rechnern

In unseren Rechnern geht κ direkt in die Spannungsfallformel ein: ΔU = (2 · ℓ · I · cos φ) / (κ · A). Wir rechnen per Default mit κ bei 70 °C Leitertemperatur, weil ein unter Volllast stehender Leiter diese Temperatur erreicht. Das ergibt konservativere Ergebnisse als die oft angegebenen 20-°C-Werte.

Häufige Missverständnisse

Manche Tabellen geben κ_Cu als 58 an — das ist der Bezugswert für weichgeglühtes Reinkupfer nach dem International Annealed Copper Standard (100 % IACS = 58 MS/m bei 20 °C), kein Wert für 0 °C. Unsere Rechner setzen für Leitungskupfer 56 bei 20 °C an und daraus rund 46,8 bei 70 °C. Wer die Temperaturabhängigkeit nicht berücksichtigt, unterschätzt den Spannungsfall um rund 20 %. Auch wird manchmal κ mit dem Kehrwert ρ (spezifischer Widerstand) verwechselt.

Häufige Fragen

Fachliche Details zu dieser Berechnung

Warum leitet Silber besser als Kupfer?
Silber hat die höchste spezifische Leitfähigkeit aller Metalle — rund 6 % besser als Kupfer. Für Installationskabel lohnt sich der Preisunterschied aber nicht; Silber kommt nur in Hochfrequenz-Kontakten oder Präzisionsmesstechnik zum Einsatz.
Was ist der Unterschied zwischen κ und σ?
Keiner — beide Symbole bezeichnen dieselbe Größe. In der Elektrotechnik ist κ üblich, in der Physik σ. Die SI-Einheit ist S/m (Siemens je Meter), in der Elektrotechnik wird oft m/(Ω·mm²) verwendet, was zahlenmäßig identisch ist.

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