Gefahren des elektrischen Stroms

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Grundlagen zum Thema Gefahren des elektrischen Stroms
Gefahren im Umgang mit elektrischem Strom
Weißt du, warum elektrischer Strom gefährlich für uns sein kann und wie man diese Gefahr am besten vermeidet? Zu diesem wichtigen Thema lernst du im Folgenden mehr!
Gefahren des elektrischen Stroms für den menschlichen Körper
Um zu verstehen, warum der elektrische Strom gefährlich für uns ist, müssen wir uns erst einmal den menschlichen Körper genauer ansehen. Viele Zellen in unserem Körper werden durch kleine elektrische Signale erregt. Das kannst du dir so vorstellen: Wenn du möchtest, dass sich dein Bein bewegt, dann muss dieser Befehl aus deinem Gehirn bis hin zu den Muskelzellen in deinem Bein gelangen. Das passiert anhand von Nervenzellen, die den Befehl in Form eines elektrischen Signals durch den Körper transportieren. Wenn das Signal im Bein angelangt ist, wird die Kontraktion der Muskeln hervorgerufen: Das Bein bewegt sich.
Wenn wir an eine Stromquelle fassen, will der Strom durch unseren Körper in die Erde abfließen. Du kannst dir das so vorstellen, dass wir nun Teil eines geschlossenen Stromkreises sind: Wir fassen an einen Pol der Stromquelle und stehen auf der Erde. Diese wirkt wie ein Pol, der dem ersten Pol entgegengesetzt ist. Durch unseren Körper hindurch will nun der elektrische Strom zu diesem Pol fließen. Der elektrische Strom, der nun von außen kommt, ruft eine Muskelkontraktion im Körper hervor. Dieser Strom ist deutlich höher als der Strom, der eigentlich zur Erregung von Muskeln dient. Das kann zu verschiedenen Reaktionen im Körper führen:
- Zuckungen und Verkrampfungen des gesamten Körpers
- Herzrhythmusstörungen, da auch das Herz ein Muskel ist
- Herzstillstand in extremen Fällen und somit zum Tod
- Verbrennungen bei sehr hohen Stromstärken, da durch den Stromfluss auch Wärme entsteht
Ab welcher Stromstärke ist Strom lebensgefährlich?
Sowohl von Gleichstrom als auch von Wechselstrom geht eine Gefahr für den Menschen aus. Wechselstrom ist jedoch deutlich gefährlicher – hier reicht eine Stromstärke von einigen Milliampere aus, um erste Reaktionen in unserem Körper hervorzurufen. Ab einer Stromstärke von ungefähr $50~\text{Milliampere}$ kann der Wechselstrom lebensgefährlich sein. Gleichstrom führt ab einer Stromstärke von etwa $100~\text{Milliampere}$ zu lebensgefährlichen Reaktionen.
Die Gefährdung durch den elektrischen Strom muss man jedoch unabhängig von der Stromstärke ernst nehmen! Doch warum ist es für uns nicht gefährlich, wenn wir einen Stecker in die Steckdose stecken?
Steckdose und elektrische Geräte
Wenn du dir ein Kabel ansiehst, dann bemerkst du, dass die äußere Schicht aus Gummi ist. Der Stecker selbst ist aus Plastik. Sowohl Gummi als auch Plastik leiten keinen Strom, daher bezeichnet man diese Materialien als Nichtleiter. Man kann sie daher gefahrlos anfassen.
Doch nicht alle Geräte, die mit Strom betrieben werden, haben eine Außenschicht aus Gummi oder Plastik. Damit wir sie trotzdem anfassen können, hat das Gehäuse häufig einen Schutzleiter. Dieser ist mit dem Schutzleiter der Steckdose verbunden. Dadurch ist das Gehäuse des Geräts geerdet: Es kann kein Stromfluss durch den menschlichen Körper entstehen.
Nun kennst du ein paar Grundlagen zu den Gefahren von elektrischem Strom – welche Schutzmaßnahmen sollte man also beachten?
Zusammenfassung – Der sichere Umgang mit Strom
Damit keine Unfälle mit Strom entstehen, solltest du ein paar Regeln beachten:
- 1. Fasse keine elektrischen Leiter an, an denen eine Spannung anliegt! Das können zum Beispiel Steckdosen sein, aber auch offen liegende Kabel.
- 2. Sei vorsichtig im Umgang mit Kabeln! Du solltest sie insbesondere nicht knicken oder anritzen, damit die isolierende Gummischicht nicht beschädigt wird.
- 3. Arbeite nur mit Spannungen unter $24~\text{V}$! Wenn du im Unterricht Experimente machst, dann solltest du darauf achten, die Spannung an der Spannungsquelle nicht über $24~\text{V}$ zu drehen. Solltest du dann doch aus Versehen an die Spannungsquelle oder ein offenes Kabel fassen, dann ist die Spannung so klein, dass sie nicht gefährlich für dich ist.
- 4. Schalte erst die Energiequelle aus, bevor du etwas anfasst! Denn eigentlich sollte es gar nicht erst so weit kommen, dass du an die Quelle oder ein Kabel fasst, solange eine Spannung anliegt. Wenn du etwas austauschen musst, dann achte darauf, dass du zuerst die Spannungsquelle ausschaltest!
- 5. Halte elektrische Geräte trocken und von Wasser fern! Wasser ist nämlich ein elektrischer Leiter – der elektrische Strom würde also auch durch das Wasser fließen. Wenn du nun in Kontakt mit dem Wasser kämst, würde der Strom wiederum durch deinen Körper fließen.
- 6. Beachte Warnzeichen! Es gibt Warnzeichen, die dir anzeigen, dass an einer bestimmten Stelle Spannung anliegt, offene Leiter vorhanden sind oder sogar Hochspannung verwendet wird. Diese Warnsymbole sind meist in einem gelben Dreieck zu finden und zeigen unter anderem einen schwarzen Blitz.
Transkript Gefahren des elektrischen Stroms
Blitze schleudern – das is' was für Götter und Superheldinnen! Sieht cool aus – und so ein kleiner Stromschlag ist doch auch ganz spaßig! Tja, leider nicht so in der Realität. Zum einen kann niemand Blitze schleudern, und zum anderen kann Elektrizität auch ernsthaft gefährlich werden! Deshalb dreht sich dieses Video um die "Gefahren des elektrischen Stroms". Klar – Strom ist DANN gefährlich, wenn er durch unseren Körper fließt. Das Problem ist, dass der menschliche Körper den Strom "leitet". Das heißt, die Energie, die im Strom steckt, wird auf den Körper übertragen. "Energie" – das klingt doch gar nicht schlecht! Du hast vielleicht schonmal gehört, dass dein Körper SELBST elektrische Impulse nutzt, um Muskelbewegungen, deinen Herzschlag und auch Gehirnströme hervorzurufen. In seltenen medizinischen Fällen kann es auch nützlich sein, von AUßEN einen elektrischen Impuls in den Körper einzubringen, zum Beispiel bei der "Reanimation". In den ALLERMEISTEN Fällen ist ein Stromfluss von außen in den Körper allerdings verheerend. Bereits kleine Stromstärken von fünfzig Milli-Ampere, also null-Komma-null-fünf Ampere, können zum Tod führen! Die typische Zuckung, die du vielleicht selbst schonmal bei einem kleinen Stromschlag erlebt hast, kann zu regelrechten Muskelkrämpfen anwachsen. Besonders das Herz, dein wichtigster Muskel, ist dabei anfällig. Es kann zu Herzrhythmusstörungen, Kammerflimmern und Herzinfarkt bis zum Herzstillstand kommen. Auch das Gehirn ist besonders empfindlich. Ganze Bereiche können zeitweise oder sogar dauerhaft lahmgelegt werden. Ein Stromschlag bringt dich zwar vielleicht nicht zum Rauchen, aber es kann zu inneren Verbrennungen kommen, wobei die schädlichen Auswirkungen manchmal erst Stunden später spürbar werden und sogar DANN noch tödlich ausgehen können. Das ist wirklich nichts, was man haben möchte. Deshalb ist es wichtig, den Kontakt mit unter Strom stehenden Gegenständen unbedingt zu vermeiden. Aber steht nicht JEDES elektrische Gerät unter Strom? – und die sind doch ÜBERALL! Das stimmt zwar, aber solche Geräte sind normalerweise ISOLIERT. Das heißt, ihre Kabel und Schaltungen sind in Materialien eingepackt, die den Strom nicht leiten – zum Beispiel Plastik oder Gummi. Auch die STECKER der Geräte sind so gebaut, dass die "Kontaktstellen" durch nicht-leitende Materialien abgeschirmt sind. Aber trotzdem ist Vorsicht geboten! Wasser ist für die meisten elektrischen Geräte ein Problem, denn Leitungs- und Regenwasser ist elektrisch leitfähig. Wenn ein Gerät nass wird und das Wasser ins Gehäuse oder über den Stecker einsickert, wird die "Isolierung" umgangen. Kommst du dann mit dem Wasser in Kontakt, kannst du einen lebensgefährlichen Schlag abbekommen! Das kann dir auch OHNE Wasser passieren, wenn die Isolierung des Kabels oder das Gehäuse eines Geräts BESCHÄDIGT ist. Sowas solltest du auf gar keinen Fall weiterverwenden! Wenn du einen Defekt entdeckst, während das Gerät noch angesteckt ist, lass sofort die Finger davon und zieh auch nicht den Stecker! Bitte lieber einen Erwachsenen oder eine Erwachsene, den Strom für dieses Zimmer am Sicherungskasten abzustellen. Erst dann solltest du das Gerät ausstecken. Dass man den Strom in einzelnen Räumen über die Sicherungen ganz einfach aus- und wieder anschalten kann, hat noch eine WEITERE Schutzfunktion. Die Sicherungen können den Strom nämlich auch ganz AUTOMATISCH abschalten. Eine Sicherung "fliegt", das heißt, sie trennt die Leitung, wenn sie einen sogenannten "Fehlerstrom" registriert. Ein Fehlerstrom hat meist eine übermäßig große Stromstärke und führt zu einer Überlastung im Stromkreis, wie bei einem Kurzschluss durch ein defektes Kabel. Die kurze Zeit, die ein Fehlerstrom fließt, bevor die Sicherung fliegt, ist aber trotzdem noch sehr gefährlich. Deswegen verfügen Steckdosen über sogenannte "Schutzkontakte" und Kabel enthalten "Schutzleiter". Diese sorgen dafür, dass ein Fehlerstrom, der über den äußeren, berührbaren Teil des Kabels oder Gehäuses fließt, "geerdet" wird, also zur Erde hin abfließen kann. Wenn du in der Schule selbst mal eine elektrische Schaltung zusammensetzen sollst, ist das sehr sicher, solange du eine einfache Regel befolgst: Achte darauf, dass der Schalter immer auf AUS steht, bevor du etwas umsteckst und neu anordnest. Und auch wenn die Spannungsquellen in der Schule relativ schwach sind, solltest du sie nicht unnötig quälen, indem du einen "Kurzschluss" zusammensteckst. Von HOCHSPANNUNGEN, wie sie an Strommasten und Oberleitungen auftreten, solltest du dich hingegen generell fernhalten – die haben nicht umsonst diese gelben Warnschilder! Jetzt haben wir den Umgang mit elektrischen Geräten besprochen – aber was ist eigentlich mit Elektrizität in der Natur? Auch die ist nicht ungefährlich! Du wirst in deinem Leben wohl niemals von einem Zitteraal angegriffen werden, und auch die Wahrscheinlichkeit, vom Blitz getroffen zu werden, ist nicht sonderlich groß. Trotzdem gibt es ein paar hilfreiche Tipps. Erstens: Ärgere keine Zitteraale. Zweitens: Halte dich bei einem Gewitter im Freien von Dingen fern, die in die Höhe ragen, wie Bäume oder Fahnenmasten, und mach dich selbst möglichst klein und stell dich auf die Zehenspitzen. In Gebäuden und Autos bist du ziemlich sicher. Die können zwar auch ziemlich hoch sein, aber sie sind in der Regel durch "Blitzableiter" gesichert, wodurch die elektrischen Ladungen aus der Luft in den Boden abfließen, ohne Schaden anzurichten. Fassen wir zusammen: Elektrischer Strom ist schon ab sehr geringen Stromstärken lebensgefährlich. Er kann zu Muskelkrämpfen, Herzrhythmusstörungen, Gehirnschäden und inneren Verbrennungen führen, wenn er durch den Körper fließt. Deshalb müssen elektrische Geräte und Kabel, auch wenn sie isoliert sind, vorsichtig behandelt werden und dürfen nicht verwendet werden, wenn sie beschädigt oder nass geworden sind. Sicherungen und Erdungen über Schutzkontakte, Schutzleiter und Blitzableiter sind nützlich, um besonders große Ströme vom Körper fernzuhalten. Ein achtsamer Umgang mit Elektrizität ist trotzdem wichtig. So ein Kampf würde in der Realität also ganz anders aussehen: Ähm ja genau so.

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