Wie wählt man ein geeignetes Kabelleitermaterial aus?

Viele metallische Materialien können als elektrische Leiter verwendet werden und dienen der Energie- und Signalübertragung in Kabeln. Kupfer wird jedoch am häufigsten verwendet. Es wird für viele Anwendungen bevorzugt, da es sehr formbar ist, eine hohe elektrische Leitfähigkeit, hohe Flexibilität und Zugfestigkeit aufweist und relativ kostengünstig ist. Daher ist es für viele Anwendungen die bevorzugte Wahl.
Aluminium ist ebenfalls ein Leitermaterial, dessen Hauptvorteil darin besteht, dass es eine deutlich geringere Dichte als Kupfer aufweist. Aufgrund seiner schlechten elektrischen Leitfähigkeit ist jedoch ein größerer Querschnitt erforderlich, um die gleiche Strommenge zu übertragen. Darüber hinaus sind Aluminiumdrähte nicht gut genug biegbar, was zu einer erhöhten Bruchgefahr führt und sie daher für den Einsatz in mobilen Anwendungen ungeeignet macht. Aus diesem Grund wird Aluminium aufgrund der Gewichtsanforderungen für solche Anwendungen hauptsächlich in Energieübertragungskabeln und Mittelspannungskabeln verwendet.
Silber ist das beste leitfähige Metall, allerdings um ein Vielfaches teurer als Kupfer. Daher wird Silber üblicherweise nur in Spezialanwendungen eingesetzt, die höchste Leistung und Effizienz erfordern, wie beispielsweise High-End-Audiogeräte. Ein weiterer optionaler Leiter für Audiokabel ist versilberter Kupferdraht, der eine hohe Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit bietet. Gold ist aufgrund seines hohen Preises und der im Vergleich zu Silber und Kupfer schlechten Leitfähigkeit als Leiter ungeeignet.

Es gibt ein Material, das deutlich schlechter elektrisch leitfähig ist als Kupfer oder Aluminium und auf den ersten Blick auch als Leitermaterial ungeeignet erscheint. Es zeichnet sich jedoch durch seine hohe Härte und Zugfestigkeit aus: Stahl. Daher wird Stahl häufig in militärischen Anwendungen und in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt, oft in Kombination mit anderen Materialien wie Aluminiumlegierungen.
Neben diesen metallischen Leitern gibt es optische Fasern oder Lichtwellenleiter. Diese eignen sich optimal für die Hochgeschwindigkeitsübertragung optischer Signale. Sie bestehen entweder aus einem Faserkern aus Quarzglas oder aus Kunststoff. Letzterer ist flexibler und lässt sich daher leichter biegen. Der Faserkern sitzt innerhalb einer schützenden Hülle, dem sogenannten Cladding. Das Licht wird zwischen dem optischen Kern und dem Cladding reflektiert und so mit hoher Geschwindigkeit durch den Wellenleiter übertragen. Optische Wellenleiter werden in vielfältigen Anwendungen wie der Telekommunikation, der Medizin oder der Luft- und Raumfahrt eingesetzt. Elektrische Ströme können sie jedoch nicht übertragen.

Die Wahl des optimalen Leitermaterials hängt vom jeweiligen Anwendungsfall und den vorhandenen Bedingungen ab. Um die Vor- und Nachteile der einzelnen Materialien sorgfältig abwägen zu können, ist es wichtig, die jeweiligen Materialeigenschaften zu kennen. Natürlich spielen auch weitere Eigenschaften des Kabels wie Verseilmethode, Querschnittsfläche sowie Isolations- und Mantelmaterial eine wichtige Rolle. Lassen Sie sich daher bei der Auswahl von Kabeln und Leitungen auch von Kabelspezialisten beraten, um sicherzustellen, dass alle Anforderungen für den alltäglichen Einsatz erfüllt werden.