Was sind elektrische Eigenschaften?

Elektrische Eigenschaften sind die physikalischen Bedingungen, die es einer elektrischen Ladung ermöglichen, sich in einem bestimmten Material von Atom zu Atom zu bewegen. Diese Eigenschaften unterscheiden sich stark zwischen den drei Hauptarten von Materialien:Feststoffe, Flüssigkeiten und Gase. Die elektrischen Eigenschaften fester Materialien wie Metall sind hoch, während elektrische Ladungen sich in Wasser nicht so leicht bewegen und es mit Gasen noch schwerer haben. Bei jedem Element gibt es Ausnahmen:Einige Feststoffe sind schlechte Leiter, und einige Gase können ausgezeichnete Leiter werden.

Feststoffe und Elektrizität sind oft eine perfekte Kombination für die Leitfähigkeit. Die elektrischen Eigenschaften von Kupfer, Stahl und anderen Metallen bieten aufgrund der physikalischen Nähe der Atome optimale Möglichkeiten. Wenn Elektronen leicht zwischen Atomen passieren können, fördert dies die elektrische Leitfähigkeit. Feststoffe wie Silber, Kupfer und Aluminium sind bei Elektroarbeiten beliebt, da nur sehr wenig Energie verloren geht, wenn Strom durch diese Metalle fließt.

Nicht alle Festkörper besitzen jedoch die starken elektrischen Eigenschaften von Metall. Gegenstände wie Glas, Holz und Kunststoff gelten als Isolatoren, da die dicht gepackten Elektronen elektrische Ladungen nicht leicht teilen. Wenn diesen Materialien elektrischer Strom zugeführt wird, passiert nichts. Diese Feststoffe werden immer noch bei Elektroarbeiten geschätzt, aber oft, um Menschen vor elektrischen Ladungen zu schützen.

Die in Flüssigkeiten gefundenen elektrischen Eigenschaften variieren je nach Material. Salzwasser zum Beispiel hat Eigenschaften, die eine hervorragende elektrische Leitfähigkeit ermöglichen, da die Ionen im Salz einen freien Stromfluss fördern. Obwohl Strom durch normales Wasser fließen kann, gelten Trinkwasser und destilliertes Wasser aufgrund des schlechten Stromflusses als Isolatoren. Andere Flüssigkeiten wie Öl, Benzin und Kerosin haben noch bessere Isolationseigenschaften, da Strom nur schwer durchgelassen wird.

Die elektrischen Eigenschaften von Gasen schwanken am stärksten zwischen den drei Grundstoffen. Im Normalzustand sind Gase wie Sauerstoff, Kohlendioxid und Stickstoff so schlechte elektrische Leiter, dass sie eigentlich als Nichtleiter gelten. Werden diese Gase jedoch unterschiedlichen Elementen ausgesetzt, ändern sich ihre Eigenschaften schnell. Wenn zum Beispiel der Luftdruck abfällt, wie bei einem Gewitter, werden Gase zu einem besseren Stromleiter. Der Druck erzeugt eine dichtere Atmosphäre und lässt Elektrizität, oft in Form von Blitzen, freier fließen.