Die elektrische Leitfähigkeit (EC) ist eine Eigenschaft, die verwendet wird, um zu beschreiben, wie gut Materialien Elektronen fließen lassen. Es wird durch Experimente und mathematische Gleichungen bestimmt. Die Leitfähigkeit ist der Kehrwert des spezifischen Widerstands, dh je höher die Leitfähigkeit, desto niedriger der spezifische Widerstand. Ein Leiter ist ein Material mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit und ein Isolator ist ein Material mit einem hohen spezifischen elektrischen Widerstand. Beide Eigenschaften hängen von der Temperatur und Reinheit der Materialien ab.
Die Temperaturabhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit folgt einem allgemeinen Muster. Metall ist ein Leiter und hat bei höheren Temperaturen eine geringere Leitfähigkeit. Glas ist ein Isolator und zeigt bei höheren Temperaturen eine höhere Leitfähigkeit.
Bei sehr hohen Temperaturen verhalten sich Leiter wie Isolatoren und Isolatoren verhalten sich wie Leiter. Dieses Verhalten von Isolatoren und Leitern wird durch das Freie-Elektronen-Modell erklärt. In diesem Modell zeigen Leiter deutlich die Fähigkeit, Elektronen freizusetzen, und wenn ein Strom oder eine elektrische Kraft angelegt wird, kann die Kraft die zusätzlichen Elektronen leicht herumschieben.
Boden ist eine Mischung aus Mineralien, Salzen und organischen Materialien. Es hat eine spezielle elektrische Leitfähigkeit, die als elektrische Leitfähigkeit des Bodens bezeichnet wird und die die Salzmenge misst, die sich in einer Bodenprobe befindet, die als Salzgehalt bezeichnet wird. Das Verfahren kann auch andere Bodeneigenschaften messen, bei denen der Salzgehalt niedrig genug ist. Diese Eigenschaften hängen mit dem Einfluss der Reinheit auf die EC-Daten zusammen.
EC-Daten einer Bodenprobe können bestimmen, wie viel Verunreinigungen sich im Boden befinden. Bodenverunreinigungen sind Wasser, Luft und Mineralien. Jede Verunreinigung beeinflusst die Daten anders, aber ein geübter Bodenkundler kann diese Informationen aus den gesammelten Daten ermitteln. Im Allgemeinen senken mehr Verunreinigungen die EC, mit Ausnahme von Mineralien, die die EC erhöhen. Verunreinigungen können auch die Verwendung von reinem Kupfer in elektrischen Leitungen erklären.
Metalle bestehen oft aus Legierungen, einer Mischung aus zwei oder mehr Elementen. Dies ist zum Leiten von Elektrizität nicht sinnvoll. Die Metalle in Legierungen sind nicht die gleichen Elemente und Elektronen können nicht leicht zwischen verschiedenen Elementen fließen. Reine Metalle wie Kupferdraht haben eine hohe elektrische Leitfähigkeit. Dies gilt nur für feste Metalle, da Lufteinschlüsse die elektrische Leitfähigkeit von Materialien verringern können.
Materialien, die keine Metalle sind, machen normalerweise gute Isolatoren. Die besten Isolatoren sind Materialien, die von Natur aus Lufteinschlüsse enthalten, wie beispielsweise Gummi. Die Lufteinschlüsse sind wie Verunreinigungen und stören den Elektronenfluss. Gase wie Luft sind die besten natürlichen Isolatoren. Die moderne Chemie hat Isolatoren beherrscht und Materialien geschaffen, die einen tausendfach höheren Widerstand als Luft aufweisen.