Leiter und Nichtleiter

• Kupfer (Leiter): Ermöglicht den Stromfluss mit geringem Widerstand
• Kunststoff (Isolator): Verhindert, dass der Strom zur Außenseite gelangt und schützt vor Stromschlägen

In Wohngebäuden bestehen Stromleitungen aus Kupferkern (Leiter) und Kunststoffmantel (Isolator). Kupfer hat einen sehr niedrigen spezifischen Widerstand von $\rho = 0{,}017 \, \Omega \cdot \text{mm}^2/\text{m}$ und transportiert Strom effizient. Ohne die Kunststoffisolierung würden benachbarte Drähte kurzschließen und Brände verursachen. Elektriker verwenden außerdem gummibeschichtete Werkzeuge und Handschuhe, die bis zu 1.000 V isolieren, um sich vor Stromschlägen zu schützen.

Ein Blitzableiter an einem Gebäude nutzt gezielt Leiter und Isolatoren. Die Metallspitze und der Kupferdraht (Leiter) leiten den Blitzstrom sicher von der Spitze zur Erde. Keramikisolatoren an den Halterungen verhindern, dass Strom ins Mauerwerk fließt. Ohne diese Erdungsanlage würde ein Blitz unkontrolliert durch Baumaterialien und elektrische Leitungen im Gebäude fließen, was Brände und Explosionen verursachen könnte. Blitzschutzanlagen retten jährlich tausende Gebäude.

In modernen Smartphones und Computern gibt es neben Leitern (Kupferbahnen auf der Platine) und Isolatoren (Epoxidharz-Substrat) auch Halbleiter wie Silizium. Halbleiter leiten Strom nur unter bestimmten Bedingungen — durch Dotierung (Beimischung von Fremdatomen) kann ihre Leitfähigkeit präzise gesteuert werden. Transistoren, die Grundbausteine aller Computerchips, funktionieren als elektronische Schalter auf Halbleiterbasis. Ein moderner Prozessor enthält Milliarden solcher Transistoren auf einer Fläche kleiner als eine Briefmarke.