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Elektrische Eigenschaften

Elektrischer Widerstand

Unter dem elektrischen Widerstand wird die Eigenschaft von Materie, den elektrischen Stromfluss zu hemmen, verstanden. Definiert ist der elektrische Widerstand als Verhältnis von Spannung zu Stromstärke.

R = U I R = elektrischer Widerstand U = elektrische Spannung I = Stromstärke

Polymere sind meist Isolatoren und besitzen dementsprechend hohe elektrische Widerstände. Durch Beschichtung oder leitfähige Verunreinigungen kann der Widerstand an der Oberfläche wesentlich geringer sein als im Innern. Bei Isolatoren wird deshalb zwischen Durchgangswiderstand und Oberflächenwiderstand unterschieden.

Durchgangswiderstand

Der Widerstand gegen den Stromfluss durch ein Material hindurch wird als Durchgangswiderstand oder häufig auch einfach als (elektrischer) Widerstand bezeichnet. Er besitzt die Einheit Ohm (1 Ω = 1 V/A).

Die Durchgangswiderstände vieler Materialien folgen dem Ohm´schen Gesetz, d.h. sie sind unabhängig von der angelegten Spannung. In diesem Fall ist der Durchgangswiderstand proportional zur Länge und umgekehrt proportional zum Querschnitt der stromdurchflossenen Probe.

R = ρ l A R = Durchgangswiderstand ρ = spezifischer Durchgangswiderstand l = Länge der Probe A = Messfläche (Probenquerschnitt)

Die Proportionalitätskonstante ρ heißt spezifischer Durchgangswiderstand (spezifischer Widerstand) des Materials und besitzt die Einheit Ωm.

Oberflächenwiderstand

Der elektrische Widerstand, der dem Stromfluss zwischen zwei auf der Oberfläche eines Isolators angebrachten Elektroden entgegensetzt wird, wird Oberflächenwiderstand oder Ableitwiderstand genannt.

Abb.1
Elektrodenanordnung zur Messung des spezifischen Oberflächenwiderstandes

Der spezifische Oberflächenwiderstand (Oberflächenwiderstand nach ISO 93) ist der Oberflächenwiderstand bei quadratischer Testfläche, d.h. Länge und Abstand der Elektroden stimmen überein. Seine Größe hängt nicht nur vom Isolierstoff, sondern auch von der Luftfeuchtigkeit, von Verunreinigungen auf der Oberfläche und von der Messanordnung ab. Zur Messung muss daher eine genormte Anordnung verwendet werden. Insbesondere ist unvermeidbar, dass bei der Messung des Oberflächenwiderstandes der Durchgangswiderstand zu einem nicht bestimmbaren Teil mit erfasst wird und die Messergebnisse deshalb nicht auf eine andere Geometrie übertragen werden können.

Die Einheit des Oberflächenwiderstandes und des spezifischen Oberflächenwiderstandes ist das Ohm.

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