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1000 V, ist das gefährlich? Kurzreferat im Rahmen des 2. Innovationstags naturwissenschaftlicher Unterricht 5. März 2011 Jürg Christener.

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1 1000 V, ist das gefährlich? Kurzreferat im Rahmen des 2. Innovationstags naturwissenschaftlicher Unterricht 5. März 2011 Jürg Christener

2 Ziele des Kurzreferats die Frage nach der Gefahr von elektrischen Anordnungen einigermassen systematisch beantworten können zu diesem Zweck: einige Grundbegriffe der Elektrizitätslehre anschaulich verstehen sich über einige Mechanismen der Gefährdung des menschlichen Körpers durch Elektrizität bewusst werden

3 Autobatterie Spannung 12 Volt Gleichspannung

4 Viehhüter (elektr. Weidezaun) Spannung 5000 Volt pulsförmiger Verlauf

5 Defibrillator Spannung bis 3000 Volt pulsförmiger Verlauf

6 Steckdose 230 Volt Wechselspannung

7 Blitz > V pulsförmiger Verlauf

8 Wirkung von elektrischem Strom auf den menschlichen Körper Muskelstimulation (Kräuseln, Krämpfe, Herzrhythmusstörungen, Herzkammerflimmern) Verbrennungen Elektrolyse (Zersetzung des Gewebes, Vergiftungserscheinungen)

9 Faktoren für die Gefährlichkeit für den Menschen Spannung 1) Strom 2) Zeit (Dauer der Einwirkung) Weg des Stroms 1) Häufig ist die Leerlaufspannung bekannt. Die effektiv anliegende Spannung ist durch die Charakteristik der Quelle bestimmt. 2) Abhängig von der effektiv anliegenden Spannung und dem Widerstand entlang des Stromwegs (Isolation)

10 Viele verschiedene Begriffe im Zusammenhang mit Elektrizität Spannung Volt Strom Ampère Zeit Sekunden Energie Joule

11 Beispiel: Viehüter Relativ hohe Leerlaufspannung: 5000 V kleiner Strom: < 10 mA (Milliampère) kurze Zeit: wenige ms (Millisekunden)

12 Spannung (im Leerlauf) t, Zeit [s] U, Spannung [V] i, Strom [A]

13 Spannung, mit Berührung (bei schwacher Quelle) t, Zeit [s] U, Spannung [V] i, Strom [A]

14 Strom, ausgelöst durch Berührung t, Zeit [s] U, Spannung [V] i, Strom [A]

15 Energie, Produkt von Spannung, Strom und Zeit t, Zeit [s] U, Spannung [V] i, Strom [A] Energie: Volumen des Gebildes

16 Beispiel: Viehüter Relativ hohe Leerlaufspannung: 5000 V kleiner Strom: < 10 mA (Milliampère) kurze Zeit: wenige ms (Millisekunden) sehr kleine Energie: < 5 J (Joule) unangenehm, aber nicht gefährlich

17 Faktoren für die Gefährlichkeit für den Menschen Energie bestimmt durch Spannung 1) Strom 2) Zeit (Dauer der Einwirkung) Weg des Stroms 1) Häufig ist die Leerlaufspannung bekannt. Die effektiv anliegende Spannung ist durch die Charakteristik der Quelle bestimmt. 2) Abhängig von der effektiv anliegenden Spannung und dem Widerstand entlang des Stromwegs (Isolation) Die Angabe der Spannung alleine ist nicht genügend für die Beurteilung der Gefährlichkeit!

18 Autobatterie Spannung 12 Volt Gleichspannung Strom bis 1000 Ampère Zeit viele Minuten Energie bis Joule

19 Viehhüter (elektr. Weidezaun) Spannung 5000 Volt Gleichspannung Strom < 10 mAmpère Zeit einige mSekunden Energie < 5 Joule

20 Defibrillator Spannung Volt pulsförmiger Verlauf Strom bis 50 Ampère Zeit ca. 10 mSekunden Energie typisch 150 J (E)

21 Steckdose 230 Volt Wechselspannung Strom z.B. 15 Ampère (je nach Sicherung) Zeit beliebig lang Energie beliebig viel

22 Blitz > V pulsförmiger Verlauf Strom bis Ampère Zeit ca. 4 mSekunden Energie einige 100 MJoule


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