Leitfähigkeit

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.

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.