Warum Kupfer als Standard-Leitermaterial verwendet wird

Um elektrischen Strom zu leiten benötigen wir ein leitfähiges Material. Hierzu zählen Silber, Kupfer, Gold und Aluminium. Die Leitfähigkeit nimmt entsprechend dieser Reihenfolge ab.

Was bedeutet eigentlich Leitfähigkeit? Die Leitfähigkeit wird unteranderem über den spezifischen Widerstand des Leitermaterial beschrieben. Bildlich könnte man es sich als ein Schlauch vorstellen, an dem an einer Stelle der Querschnitt verjüngt wird. Die Verjüngung stellt den Widerstand des Leitermaterials dar. Bei gleichbleibender Spannung wird somit der Strom sinken. Das bedeutet man hat eine geringere Leitfähigkeit.

Natürlich wünschen wir uns immer die beste Leitfähigkeit bei Leitungen jedoch spielen hier noch weitere Faktoren mit in die Auswahl des Leitermaterial wie z.B. die Haltbarkeit und der Preis.

Maschinen sollen nicht nur ausfallsicher, sondern auch kostengünstig laufen. Und dazu zählen auch die in den Anwendungen verwendeten Leitungen. Obwohl Aluminium das kostengünstigste Material ist, wird es dennoch selten als Leiterwerkstoff verwendet.

Aluminium ist in der Stabilität nicht zu vergleichen mit Kupfer. Die Drähte der Litze können schneller brechen, was die Lebensdauer deutlich verringert. Es gibt aber auch Anwendungen, in denen Aluminium Vorteile mit sich bringt, die nicht nur auf den günstigeren Rohstoffpreis zurück zu führen sind. Freileiter werden häufig aus Aluminium hergestellt. Dies sind die Leitungen, die über die großen Hochspannungsmasten durch das ganze Land laufen. Hier liegt der Vorteil eindeutig im geringen Gewicht.

Silber hat zwar eine besonders gute Leitfähigkeit, jedoch ist Silber und Gold als Leitermaterial schlichtweg zu teuer. Zudem ist die Leitfähigkeit von Gold, wie eingangs erwähnt, deutlich schlechter als die von Kupfer. In einem gewöhnlichen Einfamilienhaus werden bis zu einem Kilometer Leitungen verbaut, damit wir unser Handy laden können oder das Licht brennt. In einer Industrieanlage werden schnell mehrere Kilometer Leitungen benötigt, um z.B Sensoren und Aktoren anzusteuern. Das Budget solcher Anlagen würde in die Höhe schießen, wenn man die Leitungen aus Silber fertigen würde.