Gefahren des elektrischen Stromes

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1 Gefahren des elektrischen Stromes Unser Körper funktioniert elektrisch. Signale des Gehirns und der Sinnesorgane werden durch schwache elektrische Ströme mit Hilfe unserer Nerven weitergeleitet. Wirkt nun von außen Strom auf unseren Körper ein, so wird das System gestört und der Körper wird geschädigt: Die Muskeln verkrampfen (evtl. auch die Atemmuskulatur, was zum Ersticken führen kann). Durch das Verkrampfen der Handmuskulatur fällt es schwer, den Strom führenden Gegenstand loszulassen. Große Stromstärken können starke Verbrennungen verursachen. Ein Stromschlag kann einen lebensbedrohlichen Schock auslösen. Es kann zum Herzkammerflimmern kommen, was schließlich zum Herzstillstand führen kann. Da kein Blut mehr gepumpt wird, werden der Körper und vor allem das Gehirn nicht mehr mit Sauerstoff versorgt. 1

2 Die Wirkung des elektrischen Stromes auf den menschlichen Körper hängt im wesentlichen von folgenden Faktoren ab: Von der Stromart und der Frequenz Vom Stromweg und der Stromstärke Von der Dauer des Stromflusses Von der Höhe der elektrischen Spannung Gleichstrom ist weniger gefährlich als Wechselstrom. Im Haushalt tritt vor allem Wechselstrom mit einer Frequenz von 50 Hertz auf. Bei vielen Unfällen führt der Stromweg von den Händen zu den Füßen und dabei über das Herz. Die Pumptätigkeit des Herzens wird über elektrische Impulse gesteuert und kann somit durch Fehlerströme von außen gestört werden. 2

3 ab 0.5 ma: Wahrnehmbarkeitsschwelle (Reizschwelle) ab 3 ma: Elektrisieren (Ameisenlaufen) an den stromdurchflossenen Körperteilen. Ein mit den Händen umfasster Leiter kann noch losgelassen werden. ab 12 ma: Loslasseschwelle Ein mit den Händen umfasster Leiter kann nicht mehr losgelassen werden. Blutdrucksteigerungen und Atemverkrampfungen können, je nach Konstitution, nach 3 4 Minuten zum Erstickungstod führen. ab 40 ma: Verkrampfung der Zwerchfellmuskulatur Bei diesen Strömen wird das Herz in Mitleidenschaft gezogen. Bei einer Einwirkung von mehr als 0.5 Sek. Dauer kann Herzstillstand oder Herzkammerflimmern eintreten. ab 80 ma: Todesschwelle Das tödliche Herzkammerflimmern kann nur vermieden werden, wenn der Fehlerstromkreis innerhalb von etwa 0.3 Sek. ausgeschaltet wird. Dauert der Stromfluss länger als 1 Sek. isteine tödliche Wirkung wahrscheinlich. Schon ein Strom von 25mA kann also gefährlich werden. Mit dem OHMSCHEN GESETZ lässt sich sehr leicht berechnen bei welcher Spannung diese Stromstärke unter den ungünstigsten Bedingungen auftreten kann: Bei einem angenommenen StromwegHand zu Hand sei der Körperwiderstand 1300Ω. Für den Übergangswiderstand nehmen wir 800Ω an, was einen Gesamtwiderstand von 2100Ω ergibt. Die gesuchte Spannung errechnet sich nun so: U = R * I = 2100Ω * 0,025A = 52,5V 3

4 Vorsichtsmaßnahmen In der Dusche oder Badewanne haben Elektrogeräte nichts verloren! Alle Strom führenden Teile elektrischer Geräte müssen durchgängig isoliert sein. Geräte mit beschädigten Kabeln dürfen nicht mehr verwendet werden! Bei Kleinkindern die Steckdosen sichern! Vor der Reinigung von Elektrogeräten den Stecker ziehen! Reparaturen den Profis überlassen! In der Nähe von Hochspannungsleitungen keine Drachen steigen lassen! Die Oberleitungen der Eisenbahn stehen unter Hochspannung, auf jeden Fall Abstand halten! Was tun einem Unfall? Person von der Stromquelle trennen aber die Stromquelle vorher ausschalten, sonst gibt es schon zwei Opfer! oder mit isoliertem Material (Holzstock trocken) Notruf absetzen Bei Herz-Kreislaufstillstand: Wiederbelebungsmaßnahmen einleiten 4

5 Haushalt Die vier Leitungen des Niederspannungsnetzes münden im Zählerkasten, dort sind die Hausanschlusssicherungen untergebracht. Der Strom zweigt vom Hausanschlusskasten in die einzelnen Wohnungsstromkreise ab. Jeder Wohnungsstromkreis wird einzeln abgesichert. Die Schmelzsicherung Schmelzsicherungen haben im Inneren einen Schmelzleiter, der bei zu hohen Stromstärken schmilzt. Die Höchst- Stromstärke erkennt man an der Farbe des Kennplättchens (6A =grün, 10A= rot, 16A = grau, 20A =blau) Dieses Plättchen fällt beim Schmelzen des Haltedrahts ab. So weiß man, welche Sicherung ausgetauscht werden muss. 5

6 Sicherungsautomat Das Wechseln von Schmelzsicherungen ist mit Aufwand verbunden und auf Dauer auch teuer. Daher wurde der Sicherungsautomat erfunden. Bei ihm wird nur ein Knopf gedrückt und schon ist die Sicherung wieder bereit. Ein Sicherungsautomat enthält zwei Auslösesysteme: einen Bimetallstreifenund einen Elektromagneten. Es wird somit die Wärmewirkung und die magnetische Wirkung des elektrischen Stromes genutzt. Der Elektromagnet fungiert als Schnellabschalterbei der 5-fachen Nennstromstärke schon in 0,1s. Der Bimetallstreifenunterbricht den Strom schon bei kleineren Stromstärken, benötigt dafür aber mehr Zeit 6

7 Der Fehlerstromschutzschalter (FI- Schalter) Der FI Schalter ist ein elektromagnetischer Schutzschalter und unterbricht dann alle Stromkreise; wenn die in den Haushalt zufließenden Ströme nicht gleich wie die abfließenden Ströme sind. Diese Situation kann z. B. dann entstehen, wenn ein Strom mit so geringer Stärke zur Erde fließt, dass die Sicherung oder der Sicherungsautomat nicht ansprechen. Das Herzstück eines FI -Schalters ist ein Transformator. Beide Wicklungen des Trafos sind ident. Durch die eine Spule fließt der Strom zum Verbraucher, durch die andere Spule wieder zurück. Da beide Ströme gleich groß sind, aber entgegengesetzte Richtungen haben, heben sich die entstehenden Magnetfelder auf und in einer dritten Spule (Auslösespule) wird kein Strom induziert. 7

8 Fließt aber ein Fehlerstrom durch defekte Elektrogeräte zur Erde ab, heben sich die entstehenden Magnetfelder nicht mehr auf und in der Auslösespule wird ein Strom erzeugt, der einen Schalter aktiviert. Der magnetische Schnellauslöser des FI -Schutzschalters reagiert schon innerhalb von 4 Hundertstel Sekunden. Allerdings erkennt der FI -Schutzschalter keine Überlastung des Stromkreises durch zu viele parallel geschaltete Verbraucher. Der Schutzkontaktstecker und der Schutzleiter Manche Elektrogeräte wie das Bügeleisen oder der E-Herd müssen temperaturbeständig sein und haben deshalb ein Gehäuse aus Metall. Der elektrische Strom kommt über das Betriebskabel und tritt an einer Stelle durch das metallene Gehäuse. Wenn es nun an dieser Stelle zum Kontakt eines blanken Außenleiters mit dem Gehäuse kommt, entsteht ein sogenannter Gehäuseschluss. Berührt jetzt ein Mensch dieses Gehäuse und ist er gegenüber der Erde nicht gut isoliert, so kann Strom über den Menschen zur Erde fließen. Um das zu verhindern, gibt es den Schutzkontaktstecker, in dem sich der Schutzleiter befindet. 8

9 Im isolierten Stromversorgungskabel eines elektrischen Gerätes befinden dich meist drei Drähte. Jeder dieser Drähte ist wieder mit einem farbigen Kunststoffmantel überzogen und damit gegenüber den anderen Drähten isoliert. Sie werden im Schutzkontaktstecker (Schuko- Stecker) eingeklemmt. Die Schuko-Steckdose ihrerseits ist wiederum mittels dreier Drähte in der gleichen Farbkodierung wie jene des Schuko-Steckers an einen Stromversorgungskreis des Wohnhauses angeschlossen. 9