Physik · P6 · Elektrischer Stromkreis
Gefahren des Stroms und Schutzleiter
Gefährlich ist nicht die Spannung allein, sondern der Strom, der durch den Körper fließt. Wenn in einem Gerät der Außenleiter das Metallgehäuse berührt, kann der Strom durch einen Menschen zur Erde fließen. Der Schutzleiter sorgt dafür, dass er stattdessen einen Weg mit sehr kleinem Widerstand findet, und dann schaltet die Sicherung ab.
So gehst du vor
- 1Löse mit „Fehler im Gerät“ den Fehlerfall aus. Beobachte den Weg der roten Punkte und was die Sicherung tut.
- 2Tippe „Fehler beheben“ und unterbrich den Schutzleiter. Löse den Fehler wieder aus. Was ändert sich?
- 3Lass nun den Menschen das Gehäuse berühren und ändere den Standort. Lies den Körperstrom ab.
- 4Schalte den FI-Schalter zu und wiederhole alles.
Nur am Bildschirm anschauen. Öffne nie Steckdosen oder Geräte und prüfe nie selbst, ob etwas unter Spannung steht. Netzspannung kann tödlich sein. Ein beschädigtes Gerät: Stecker ziehen, nicht mehr benutzen, Erwachsenen Bescheid sagen. Reparaturen macht eine Elektrofachkraft.
Spannung am Gehäuse
0 V
Strom durch den Körper
0,0 mA
Leitungen im Bild: Außenleiter L braun, Neutralleiter N blau, Schutzleiter PE grün-gelb. Orange Punkte: Betriebsstrom. Rote Punkte: Fehlerstrom. Der Rückweg vom Erdreich zum Netz ist nicht gezeichnet.
Alles in Ordnung: Der Strom fließt durch die Heizung zurück zum Netz. Das Gehäuse hat keine Verbindung zum Außenleiter.
Wie stark wirkt Strom auf den Körper?
| Strom ab etwa | Wirkung bei Wechselstrom 50 Hz |
|---|---|
| 0,5 mA | spürbares Kribbeln |
| 10 mA | Muskeln verkrampfen, Loslassen kann unmöglich werden |
| 50 mA | Lebensgefahr: Das Herz kann aus dem Takt geraten (Kammerflimmern) |
Anhaltswerte nach IEC 60479-1; die Gefahr hängt auch von der Dauer und vom Weg durch den Körper ab. Der Körperwiderstand ist hier mit 1 000 Ω geschätzt, die Standorte sind grobe Schätzungen. Auf dicke Sohlen darf man sich nie verlassen: Eine feuchte Hand oder ein Metallrohr in der Nähe genügen. Der FI-Schalter löst hier ab 30 mA aus, die Sicherung sofort erst ab einem Vielfachen von 16 A.
Aufträge
- Beschreibe den Weg des Stroms im Fehlerfall mit Schutzleiter. Warum wird der Strom dabei so groß?
- Rechne nach: Wie groß ist der Strom durch den Körper bei 230 V, wenn Körper und Standort zusammen 1200 Ω Widerstand haben? Warum löst die Sicherung dabei nicht aus?
- Warum ist der Fall „Schutzleiter unterbrochen, Fehler im Gerät, noch niemand berührt das Gehäuse“ besonders heimtückisch?
- Erkläre den Unterschied: Die Sicherung schützt vor allem die Leitungen vor Überhitzung, der FI-Schalter schützt den Menschen. Woran „merkt“ der FI-Schalter den Fehler?
- Viele Geräte haben einen Stecker ohne Schutzkontakt. Sie sind schutzisoliert: Das Gehäuse ist aus Kunststoff oder doppelt isoliert. Warum brauchen sie keinen Schutzleiter?
Kapitel „Elektrizitätslehre“. Siehe auch die Seite „Leistung, Stromkosten und Sicherung“.