• Wirkungen des Stroms
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  • 24.06.2023
  • Naturwissenschaft
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Hinweis zum Einsatz im Unterricht

Wirkungen des Stroms

Wir­kun­gen des Stroms

Wie du in­zwi­schen weißt, kön­nen wir den Strom nicht sehen, son­dern nur seine Wir­kung. Zu die­sen Wir­kun­gen ge­hö­ren

1. Wär­me­wir­kung:



Jeder Lei­ter, der dem elek­tri­schen Strom Wi­der­stand ent­ge­gen­setzt, wird er­wärmt.

Das ist nicht immer er­wünscht, darum be­nö­ti­gen wir Si­cher­heits­vor­keh­run­gen, um den Lei­ter vor Über­hit­zung zu schüt­zen, doch es gibt auch An­wen­dungs­ge­bie­te, wo wir diese Wir­kung des Stroms aus­nüt­zen: E-​Herd, Toas­ter, Heiz­spi­ra­le...

2. Ma­gne­ti­sche Wir­kung:



Flie­ßen­der Strom er­zeugt immer ein ma­gne­ti­sches Feld, das aber in den meis­ten Fäl­len sehr klein ist.

Um­wi­ckelt man eine Spule mit iso­lier­tem Draht mit meh­re­ren hun­dert Win­dun­gen, kön­nen die ma­gne­ti­schen Kräf­te um ein Viel­fa­ches ge­stei­gert wer­den.

An­wen­dungs­ge­bie­te sind bei­spiels­wei­se Elek­tro­mo­to­ren, Ge­ne­ra­to­ren, Laut­spre­cher und Mi­kro­pho­ne oder Elek­tro­ma­gne­ten zum An­he­ben von Las­ten.

3. Licht­wir­kung:



Fließt Strom durch Gase oder Halb­lei­ter be­gin­nen diese zu leuch­ten. Ty­pi­sche An­wen­dungs­ge­bie­te sind Leucht­stoff­röh­ren oder Leucht­di­oden.

4. Che­mi­sche Wir­kung:



Taucht man un­ter­schied­li­che Me­tal­le in ein Säu­re­bad, so be­gin­nen die Elek­tro­nen von einem Me­tall zum an­de­ren zu wan­dern.

Die­ses Prin­zip kennst du viel­leicht von der Gal­va­ni­schen Zelle, aber ganz be­stimmt von einer Bat­te­rie. Ein wei­te­res An­wen­dungs­ge­biet neben dem Gal­va­ni­sie­ren ist das Elo­xie­ren von Alu­mi­ni­um­ble­chen.

5. Phy­sio­lo­gi­sche Wir­kung:



Auch in un­se­rem Kör­per fließt Strom. So wer­den bei­spiels­wei­se Be­feh­le des Ge­hirns in Form von elek­tri­schen Strö­men über die Ner­ven über­tra­gen.

Bei einem EEG (Elek­tro­en­ze­pha­logra­phie) wer­den die Ge­hirn­strö­me ge­mes­sen.

Kommt unser Herz aus dem Rhyth­mus, kann ein Herz­schritt­ma­cher oder ein De­fi­bril­la­tor Leben ret­ten.



Um­ge­kehrt kann ein Strom­stoß na­tür­lich auch sehr ge­fähr­lich, ja sogar le­bens­be­droh­lich für uns sein: Die Fol­gen sind z. B. Mus­kel­krämp­fe, Herz­kam­mer­flim­mern, Atem­läh­mung, Herz­still­stand...

Strom ist ge­fähr­lich!
  • Ab einer Strom­stär­ke von etwa 0,5 mA kön­nen wir Strom in Form eines "Pri­ckelns" wahr­neh­men.
  • Ab einer Strom­stär­ke von etwa 5 mA kommt es zu star­ken Schmer­zen.
  • Ab einer Strom­stär­ke von etwa 15 mA ent­ste­hen Krämp­fe.
  • Le­bens­ge­fahr be­steht ab 40 mA!



Elek­tri­scher Strom ab 40 V Span­nung kann für den Men­schen ge­fähr­lich wer­den und bis zum Tod füh­ren!

Wie ge­fähr­lich Strom ist, hängt - neben der Span­nung und Strom­stär­ke -​unter an­de­rem ab



von der Dauer, wie lange sich der mensch­li­che Kör­per in einem Strom­kreis be­fin­det.

vom Wi­der­stand. Je un­ge­brems­ter der Strom durch den mensch­li­chen Kör­per fließt, umso ge­fähr­li­cher. Be­ein­flusst wird der Wi­der­stand zum Bei­spiel von der Be­schaf­fen­heit des Schuh­werks (Sohle), ob der Boden tro­cken oder feucht ist oder der Be­rüh­rungs­flä­che.

Sei im Um­gang mit Strom stets vor­sich­tig!

Schutz vor den Ge­fah­ren des elek­tri­schen Stroms

1. Iso­lie­rung:



Um erst gar nicht mit dem elek­tri­schen Strom in Be­rüh­rung zu kom­men, wer­den Strom­lei­tun­gen iso­liert. Zu­sätz­lich wer­den Elek­tro­ge­rä­te ge­er­det, damit im Falle einer Be­schä­di­gung der Iso­lie­rung kein Strom durch das Gerät flie­ßen kann.

2. FI-​Schalter (Fehlerstrom-​Schutzschalter):



Ein FI-​Schalter, der in Ös­ter­reich bei allen elek­tri­schen An­la­gen ver­pflich­tend ist, ver­gleicht alle zu- und ab­flie­ßen­den Strö­me zu einem Ver­brau­cher (Elek­tro­ge­rät, Lampe...).

Nor­ma­ler­wei­se er­gibt das Null (die Sum­men der zu- und ab­flie­ßen­den Strö­me heben sich ge­gen­sei­tig auf).

Wird ir­gend­wo Strom in die Erde ab­ge­lei­tet - bei­spiels­wei­se, weil ein Mensch in den Strom­kreis ge­ra­ten ist - wird die Strom­zu­fuhr vom FI-​Schalter ab­ge­schal­tet!

3. Schutz gegen Über­strom:



Um Ge­rä­te und Lei­tun­gen vor Kurz­schlüs­sen oder Über­hit­zung (und damit vor Brän­den) zu schüt­zen, ver­wen­det man Schmelz­si­che­run­gen und Lei­tungs­schutz­schal­ter.



Die Schmelz­si­che­rung ent­hält einen dün­nen Draht, der unter Nor­mal­be­din­gun­gen den Strom lei­tet. Wird die Strom­stär­ke über­schrit­ten, schmilzt der Draht und der Strom­kreis­lauf wird un­ter­bro­chen.



Ein Lei­tungs­schutz­schal­ter be­sitzt einen ther­mi­schen (Wärme) und einen ma­gne­ti­schen Teil. Der ther­mi­sche Teil schützt vor Über­las­tung, der ma­gne­ti­sche Teil schützt vor Kurz­schlüs­sen.

Und jetzt du:

1
Ordne die Begriffe den passenden Beispielen zu!
  • Lichtwirkung
  • Wärmewirkung
  • Chemische Wirkung
  • Magnetische Wirkung
  • Physiologische Wirkung
  • Galvanisieren, Eloxieren
  • Nerven, Gehirnströme
  • Elektromotor, Lautsprecher
  • Leuchtstoffröhre, Leuchtdiode
  • Toaster, E-Herd
2
Er­gän­ze den Merk­text.

Die Ge­fähr­lich­keit des elek­tri­schen Stroms ist ab­hän­gig von der Spannung - ab 40 V wird es ge­fähr­lich - und von der Stromstärke - ab 40 mA be­steht Le­bens­ge­fahr. Au­ßer­dem spie­len auch noch der Widerstand sowie die Dauer, also wie lange man sich im Strom­kreis be­fin­det, eine Rolle.

3
Wel­che Maß­nah­men schüt­zen uns vor den Ge­fah­ren des elek­tri­schen Stro­mes?
Lösung
Iso­lie­rung der Strom­lei­tun­gen
FI-​Schalter (Fehlerstrom-​Schutzschalter)
Schutz gegen Über­strom durch Schmelz­si­che­run­gen und Lei­tungs­schutz­schal­ter
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Be­ma­le das Warn­zei­chen in der rich­ti­gen Farbe!
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