Physik Realschule Bayern › Elektrizitätslehre › Jahrgangsstufe 8
Gefahren des elektrischen Stroms
Physik · Realschule · Jahrgangsstufe 8 · Bayern · Teilbereich Elektrizitätslehre
Im Lernbereich Elektrizitätslehre der 8. Jahrgangsstufe lernen Lernende die Gefahren des elektrischen Stroms und die wichtigsten Schutzmaßnahmen kennen. Dieses Wissen ist für den sicheren Umgang mit Elektrizität im Alltag und für Versuche im Physikunterricht grundlegend.
Warum Strom gefährlich ist
Der menschliche Körper ist ein elektrischer Leiter, vor allem wegen der Salze im Körperwasser. Fließt Strom durch den Körper, reizt er Nerven und Muskeln. Schon kleine Stromstärken sind gefährlich:
| Stromstärke durch den Körper | Wirkung |
| ab etwa \(0{,}5\,\mathrm{mA}\) | gerade spürbar |
| ab etwa \(10\,\mathrm{mA}\) | Muskeln verkrampfen, Loslassen fällt schwer |
| ab etwa \(50\,\mathrm{mA}\) | lebensgefährlich: Herzkammerflimmern möglich |
Merke: Schon eine Stromstärke von \(50\,\mathrm{mA}=0{,}05\,\mathrm{A}\) durch den Körper kann tödlich sein. Zum Vergleich: Durch eine kleine Lampe fließen bereits etwa \(0{,}3\,\mathrm{A}\).
Wie groß der Strom durch den Körper wird, hängt von der Spannung und vom Widerstand ab. Trockene Haut hat einen hohen Widerstand, nasse Haut einen viel kleineren. Deshalb ist Strom in Verbindung mit Wasser besonders gefährlich.
Der Stromkreis über den Menschen
Strom fließt nur in einem geschlossenen Stromkreis. Gefährlich wird es, wenn der Körper Teil eines solchen Kreises wird, etwa zwischen einem stromführenden Teil und der Erde.
Beispiel 1: Warum ein Mensch einen Schlag bekommt
Jemand berührt mit der Hand ein schadhaftes, stromführendes Gerät und steht dabei barfuß auf dem Boden. Warum fließt Strom durch den Körper?
Antwort: Das stromführende Teil, der Körper und die Erde bilden einen geschlossenen Stromkreis. Der Strom fließt von der Hand durch den Körper über die Füße in die Erde. Steht man auf einer isolierenden Unterlage oder berührt nur einen Pol, ist der Kreis nicht geschlossen.
Beispiel 2: Vogel auf der Leitung und Mensch an der Leiter
Ein Vogel sitzt gefahrlos auf einer Hochspannungsleitung. Warum ist dasselbe für einen Menschen auf einer Leiter lebensgefährlich?
Antwort: Der Vogel berührt nur einen Draht, es gibt keinen geschlossenen Kreis durch ihn. Der Mensch auf der Leiter steht mit der Erde in Verbindung. Berührt er die Leitung, schließt sein Körper den Kreis zwischen Leitung und Erde. Bei Hochspannung kann der Strom sogar überspringen, ohne dass man den Draht berührt.
Sicherheitsregeln
Im Haushalt schützen Sicherungen und der Fehlerstromschutzschalter (FI-Schalter). Die Sicherung unterbricht den Stromkreis, wenn zu viel Strom fließt, etwa bei einem Kurzschluss. Der FI-Schalter vergleicht den hinfließenden mit dem zurückfließenden Strom: Fehlt ein Teil, weil er über einen Menschen zur Erde abfließt, schaltet er in Sekundenbruchteilen ab.
Beispiel 3: Wozu der FI-Schutzschalter?
Ein Föhn fällt ins Wasser, während jemand ihn hält. Wie schützt ein FI-Schalter?
Antwort: Fließt Strom über den Menschen zur Erde ab, ist der zurückfließende Strom kleiner als der hinfließende. Der FI-Schalter erkennt diese Differenz und unterbricht den Stromkreis in weniger als einer Zehntelsekunde, bevor der Strom lebensgefährlich wird. In Bädern und Außenbereichen ist er vorgeschrieben.
Typische Fehler und Prüfungstipps
- Spannung allein ist gefährlich: Gefährlich ist der Strom durch den Körper. Er hängt von Spannung und Widerstand ab; nasse Haut macht ihn viel größer.
- Ein Draht reicht für einen Schlag: Nur wenn zugleich eine Verbindung zur Erde oder zu einem zweiten Pol besteht, fließt Strom durch den Körper.
- Sicherung schützt den Menschen: Eine normale Sicherung schützt vor allem die Leitung vor Überlastung. Den Menschen schützt der FI-Schalter.
- Bei einem Unfall sofort anfassen: Zuerst den Strom abschalten, sonst gerät der Helfer selbst in den Stromkreis.
- Kleine Stromstärken harmlos: Schon \(50\,\mathrm{mA}\) können tödlich sein.
Üben: Aufgaben zu den Gefahren des Stroms
Zum Vertiefen gibt es Verständnisfragen im Quiz, passend zum Thema.
Vorheriges Thema: Stromstärke und Elementarladung
Nächstes Thema (Jahrgangsstufe 8, Wahlbereich): Astronomie und Akustik
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