Welcher Werkstoff leitet Strom am besten?

Stromleiter im Vergleich: Silber, Kupfer, Gold und warum Edelstahl außen vor bleibt

Silber, Kupfer und Gold glänzen nicht nur optisch, sondern auch in puncto elektrische Leitfähigkeit. Sie gehören zu den besten Leitern, die uns zur Verfügung stehen. Doch warum ist das so, und warum schneidet Edelstahl im Vergleich so schlecht ab? Der Schlüssel liegt in der atomaren Struktur dieser Metalle.

Metalle leiten elektrischen Strom dank ihrer spezifischen Elektronenkonfiguration. Vereinfacht ausgedrückt, besitzen sie sogenannte “freie” Elektronen, die nicht fest an einzelne Atome gebunden sind, sondern sich innerhalb des Metallgitters relativ frei bewegen können. Wird nun eine elektrische Spannung angelegt, geraten diese Elektronen in Bewegung und bilden den elektrischen Stromfluss.

Silber nimmt in diesem “Elektronenrennen” den Spitzenplatz ein. Es bietet den geringsten Widerstand, das heißt, die Elektronen können sich nahezu ungehindert bewegen. Daher findet man Silber in hochpräzisen elektronischen Bauteilen, wo optimale Leitfähigkeit unabdingbar ist. Der hohe Preis beschränkt jedoch seinen Einsatz auf spezialisierte Anwendungen.

Kupfer folgt Silber dicht auf den Fersen. Es bietet eine exzellente Leitfähigkeit bei deutlich niedrigeren Kosten. Dies macht Kupfer zum bevorzugten Material für elektrische Leitungen in Haushalten, der Industrie und der Energieversorgung. Seine gute Verfügbarkeit und Verarbeitbarkeit tragen zusätzlich zu seiner Popularität bei.

Gold, das Edelmetall schlechthin, besitzt ebenfalls eine hervorragende Leitfähigkeit. Korrosionsbeständigkeit und Langlebigkeit machen es ideal für sensible elektronische Kontakte, beispielsweise in Computern oder Smartphones. Ähnlich wie bei Silber limitiert der hohe Preis den großflächigen Einsatz.

Edelstahl hingegen spielt in dieser Liga nicht mit. Im Gegensatz zu den reinen Metallen Silber, Kupfer und Gold handelt es sich bei Edelstahl um eine Legierung, hauptsächlich aus Eisen, Chrom und Nickel. Die Zugabe dieser Legierungselemente verändert die atomare Struktur und damit auch die Beweglichkeit der Elektronen. Der höhere Widerstand von Edelstahl macht ihn ungeeignet für Anwendungen, die eine hohe elektrische Leitfähigkeit erfordern. Dafür punktet Edelstahl mit anderen Eigenschaften wie Robustheit, Korrosionsbeständigkeit und Hitzebeständigkeit, die ihn für andere Anwendungsbereiche prädestinieren.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die elektrische Leitfähigkeit eng mit der atomaren Struktur der Metalle verknüpft ist. Silber führt das Feld an, gefolgt von Kupfer und Gold. Edelstahl, als Legierung mit einer anderen atomaren Struktur, besitzt einen deutlich höheren Widerstand und ist daher ein vergleichsweise schlechter Leiter. Die Wahl des optimalen Materials hängt letztendlich von den spezifischen Anforderungen der jeweiligen Anwendung ab.