Leitfähigkeit (conductivity)

Prof. Dr. Thorsten Jungmann (Stand 2025-09-03)

Die Leitfähigkeit beschreibt die Fähigkeit eines Materials, den elektrischen Strom zu leiten. Sie wird auch als Konduktivität oder EC-Wert (electrical conductivity) bezeichnet. Sie ist der Kehrwert des spezifischen Widerstandes.

Tensorgröße im homogenen Feld mit homogenem Material → skalare Größe

Es handelt sich hier um eine tensorielle Größe. Diese wird in diesem Skript allerdings konventionsgemäß im Kontext des homogenen Feldes und unter der Annahme homogenen Materials als skalare Größe behandelt (zur ausführlichen Begründung).

1 Formelzeichen und Einheit

Das Formelzeichen der Leitfähigkeit ist der griechische Kleinbuchstabe $\sigma$ („sigma“). Alternativ sind auch de griechischen Kleinbuchstaben $\kappa$ („kappa“) oder $\gamma$ („gamma“) als Formelzeichen der Leitfähigkeit zu finden. In diesem Skript verwende ich SI-konform $\sigma$.

2 Praxis-/Rechenbeispiele

Leitwert $G$ eines Leiters berechnen:

$$G=\sigma \cdot \frac{A}{l}$$

Dabei ist:

• $\sigma$ die Leitfähigkeit
• $l$ die wirksame Länge des Leiters (ggf. Hin- und Rückleitung addieren)
• $A$ der Querschnitt des Leiters

3 Gängige Größenordnungen

Es handelt sich um einen Materialkennwert, der z. B. aus dem Tabellenbuch abgelesen werden kann. Die nachfolgenden Werte sind die Grundlage für dieses Skript. Sie gelten, wenn nicht anders angegeben, für Reinstmaterialien bei Raumtemperatur ($T=20°C$) und Atmosphärendruck ($p=1013\mathrm{hPa}$).

Sehr gute Leiter

• Silber (Ag): $\sigma \approx 63\cdot 10^{6}S/m$
• Kupfer (Cu): $\sigma \approx 59\cdot 10^{6}S/m$
• Gold (Au): $\sigma \approx 42\cdot 10^{6}S/m$
• Aluminium (Al): $\sigma \approx 36\cdot 10^{6}S/m$

4 Formulierungsbeispiele

• „Die Leitfähigkeit von Kupfer liegt bei 59 Megasiemens pro Meter.“
• „Silber hat mit 63 Megasiemens pro Meter eine bessere Leitfähigkeit als Kupfer, ist aber deutlich teurer.“

5 Verwandte Größen

• spezifischer Widerstand

6 Relevante Bauelemente

• Leiter, Leitung, Kabel