Spezifischer Widerstand und Leitfähigkeit
Kupfer hat einen spezifischen Widerstand von 0,0178 Ω · mm²/m und eine Leitfähigkeit von 56 m/(Ω · mm²), Aluminium 0,0278 Ω · mm²/m und 36 m/(Ω · mm²). Der Widerstand einer Leitung ist R = ρ · l / A.
Tabelle spezifischer Widerstand bei 20 °C
| Werkstoff | ρ in Ω · mm²/m | κ in m/(Ω · mm²) | α in 1/K |
|---|---|---|---|
| Silber | 0,016 | 62,5 | 0,0038 |
| Kupfer (E-Cu) | 0,0178 | 56 | 0,0039 |
| Gold | 0,022 | 45 | 0,0037 |
| Aluminium | 0,0278 | 36 | 0,0040 |
| Wolfram | 0,055 | 18 | 0,0045 |
| Messing | 0,07 | 14 | 0,0015 |
| Eisen | 0,10 | 10 | 0,0050 |
| Platin | 0,107 | 9,3 | 0,0039 |
| Zinn | 0,11 | 9 | 0,0045 |
| Stahl | 0,13–0,20 | 5–7,7 | 0,0045 |
| Blei | 0,21 | 4,8 | 0,0042 |
| Konstantan | 0,49 | 2 | ≈ 0 |
| Chromnickel (Heizleiter) | 1,1 | 0,9 | 0,0001 |
ρ spezifischer Widerstand, κ elektrische Leitfähigkeit (κ = 1/ρ), α Temperaturkoeffizient. 1 Ω · mm²/m = 10−6 Ω · m. Gerundete Tabellenwerte; Legierungen (Messing, Stahl) schwanken je Zusammensetzung.
Widerstand von 100 m Kupferleitung
| Querschnitt | Widerstand je Ader |
|---|---|
| 1,5 mm² | 1,187 Ω |
| 2,5 mm² | 0,712 Ω |
| 4 mm² | 0,445 Ω |
| 6 mm² | 0,297 Ω |
| 10 mm² | 0,178 Ω |
Bei 20 °C. Für den Stromkreis zählen Hin- und Rückleiter. Querschnitt aus Leistung und Länge: Kabelquerschnitt berechnen.
Häufige Fragen
Wie groß ist der spezifische Widerstand von Kupfer?
ρ = 0,0178 Ω · mm²/m bei 20 °C (gerechnet wird oft mit 0,0175 bis 0,018). Ein Kupferdraht mit 1 mm² Querschnitt und 1 m Länge hat also rund 0,018 Ω. Die Leitfähigkeit κ beträgt etwa 56 m/(Ω · mm²).
Was ist der spezifische Widerstand?
Der Widerstand eines Leiters aus einem bestimmten Werkstoff mit 1 m Länge und 1 mm² Querschnitt bei 20 °C. Formelzeichen ρ (rho), Einheit Ω · mm²/m. Mit ihm berechnet man den Leitungswiderstand: R = ρ · l / A.
Was ist elektrische Leitfähigkeit?
Der Kehrwert des spezifischen Widerstands: κ = 1/ρ, Formelzeichen κ (kappa) oder σ, Einheit m/(Ω · mm²) bzw. S · m/mm². Je höher die Leitfähigkeit, desto kleiner der Widerstand. Silber leitet am besten, Kupfer fast so gut und ist viel günstiger.
Wie berechnet man den Widerstand einer Leitung?
R = ρ · l / A mit der Länge l in m und dem Querschnitt A in mm². Bei Wechselstrom zählt die Länge doppelt (Hin- und Rückleiter): 20 m NYM-J 3×1,5 haben 0,0178 · 40 / 1,5 ≈ 0,47 Ω. Den Spannungsfall daraus berechnet der Spannungsfall-Rechner.
Wie ändert sich der Widerstand mit der Temperatur?
Bei Metallen steigt er mit der Temperatur: R = R20 · (1 + α · Δθ). Kupfer hat α ≈ 0,0039 1/K, also rund 4 % mehr Widerstand je 10 K. Eine Leitung mit 70 °C Betriebstemperatur hat etwa 20 % mehr Widerstand als bei 20 °C.
Warum Aluminium statt Kupfer?
Aluminium ist leichter und günstiger, leitet aber nur etwa 64 % so gut. Für dieselbe Belastbarkeit braucht es den rund 1,6-fachen Querschnitt, etwa bei Erdkabel NAYY. Im Hausbereich wird fast ausschließlich Kupfer verwendet: Kabelbezeichnungen.
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