Physikalische Größen

Leitfähigkeit

Auch bekannt als: Konduktivität, spezifische Leitfähigkeit

Symbol

κ m/(Ω·mm²) oder S·m/mm²

Kurzantwort

Die Materialeigenschaft, die angibt, wie gut ein Leiter elektrischen Strom durchlässt — Kehrwert des spezifischen Widerstands.

Grundlage: Kategorie: Physikalische Größen

Formel-Referenz

κ (T) = \frac{κ _{20}}{1 + α \cdot ( T - 20 )}

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 48 m/(Ω·mm²).

Typische Werte und Bandbreite

Typischer Bereich	56 für Kupfer, 35 für Aluminium (bei 20 °C)
Untergrenze	35 m/(Ω·mm²) bei Aluminium
Obergrenze	62 m/(Ω·mm²) bei reinstem Silber

Interaktive Grafik

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

Leitfähigkeit gegen Temperatur — heiße Leiter leiten schlechter

Leitertemperatur 20 °Cκ = 56,0 m/(Ω·mm²)

Marker: Leitertemperatur20 °C

Leitermaterial

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 etwa 48 m/(Ω·mm²) statt der 56 m/(Ω·mm²) bei 20 °C — das sind 14 % 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 Spannungsabfallformel 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.

Spannungsabfall-Rechner

Häufige Missverständnisse

Manche Tabellen geben κ_Cu als 58 an — das ist der Wert bei 0 °C. Die DIN-Normen rechnen meist mit 56 bei 20 °C oder 48 bei 70 °C. Wer die Temperaturabhängigkeit nicht berücksichtigt, unterschätzt den Spannungsfall um bis zu 17 %. Auch wird manchmal κ mit dem Kehrwert ρ (spezifischer Widerstand) verwechselt.

Häufige Fragen

Fachliche Details zu dieser Parameter-Kombination

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.

Siehe auch

Verwandte Begriffe im Lexikon.

Temperaturkoeffizient

Ein materialspezifischer Faktor, der die Änderung des elektrischen Widerstands pro Kelv…

Kupfer

Das Standardmaterial für elektrische Leitungen: hohe Leitfähigkeit, gute Dauerbeständig…

Leitungsquerschnitt

Die Fläche des stromführenden Leiters im Kabel in mm² — maßgebend für Strombelastbarkei…

← Zurück zum Lexikon

Orientierungshilfe · Prüfung durch Elektrofachkraft erforderlich Mehr →