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Gefahren im Umgang mit elektrischem Strom

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Physik-Team
Gefahren im Umgang mit elektrischem Strom
lernst du in der 7. Klasse - 8. Klasse

Beschreibung Gefahren im Umgang mit elektrischem Strom

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?

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.

Warnzeichen Spannung gelbes Dreieck

Dieses Video

In diesem Video lernst du die Gefahren der Elektrizität kennen. Du weißt nun, warum elektrischer Strom gefährlich für den menschlichen Körper ist und was du tun kannst, um Stromunfälle zu vermeiden. Auch zu diesem Thema findest du interaktive Übungen und ein Arbeitsblatt.

Transkript Gefahren im Umgang mit elektrischem Strom

Hallo. Heute sind wir zu Gast in Dörtes Kinderzimmer. Dörte ist jetzt alt genug ist, um mit elektrischem Strom umgehen zu können. Deshalb entfernt Dörtes Mutter alle Kappen von den Steckdosen in Dörtes Zimmer.

Dann erklärt sie ihr noch einmal den gefahrlosen Umgang mit Steckdosen. Sie darf niemals etwas anderes als die Stecker ihrer elektrischen Geräte in die Steckdose stecken. Aber warum ist elektrischer Strom eigentlich so gefährlich? Das erfahrt ihr in diesem Video über die Gefahren im Umgang mit elektrischem Stroms. Dafür schauen wir uns zuerst die Wirkungen des elektrischen Stroms im menschlichen Körper an. Dann sprechen wir über die Steckdose und allgemein über den sicheren Umgang mit elektrischem Strom.

Der menschliche Körper als Stromleiter

Was bewirkt also elektrischer Strom im menschlichen Körper? In ihrem Körper finden wir unzählige Muskeln. Zum Beispiel den Muskel, der für die Bewegung von Dörtes rechtem Arm zuständig ist.

Die Muskeln werden von Nervenzellen durch den Aufbau einer kleinen elektrischen Spannung gesteuert. Der menschliche Körper leitet den elektrischen Strom. Deshalb kann die selbe Reaktion der Muskeln, auch durch eine äußere elektrische Spannung ausgelöst werden. Da die Spannung an allen Muskeln gleichzeitig anliegt, kommt es zu Zuckungen und bei längerer Einwirkung zu Verkrampfungen.

Herzrhythmusstörungen nach Stromeinwirkung

Auch das Herz ist ein Muskel. Fließt der Strom über das Herz wird es aus dem Takt gebracht. Sogenannte Herzrhythmusstörungen können entstehen. Dabei bleibt das Herz oft stehen, was tödlich sein kann! Ist die Stromstärke sehr hoch, entsteht dabei auch Wärme, wie in einem Wasserkocher. Und das kann zu Verbrennungen führen.

Die Nichtleiter

Warum ist es nun aber kein Problem, wenn Dörte den Stecker ihres Verstärkers in die Steckdose steckt? Das liegt daran, dass der Stecker und das Kabel mit Plastik und Gummi umgeben sind. Beide Materialien sind Nichtleiter. Der Stromkreis kann also nicht über Dörte geschlossen werden.

Der Schutzkontakt

Zusätzlich befindet sich ein sogenannter Schutzkontakt im Stecker. Das Gehäuse des elektrischen Geräts ist durch das Kabel mit dem Schutzkontakt verbunden. Der Schutzkontakt ist geerdet. Das heißt er ist mit dem Erdboden verbunden. Sollte eine Spannung am Äußeren eines elektrischen Geräts anliegen, wird diese über den Schutzkontakt abgeleitet.

Verhaltensregeln im Umgang mit elektrischem Strom

Damit kommen wir zu den Verhaltensregeln für einen sicheren Umgang mit elektrischem Strom. Dazu solltest du die folgenden Regeln beachten. Fasse keine elektrischen Leiter an, an denen eine Spannung anliegt! Das gilt für das innere der Steckdose, wie auch für kaputte Kabel. Damit es nicht so weit kommt: Knicke die Kabel nicht und behandle sie **vorsichtig!

In einem Schülerexperiment oder wenn du zu Hause mit Strom umgehst, solltest du auch darauf achten, nur mit Spannungen unter 24 Volt zu arbeiten! Diese sind weitgehend ungefährlich. Bei direktem Kontakt wirst du dann höchstens mal ein Kribbeln spüren.

Und bevor du ein elektrisches Bauteil anfasst oder an einer Schaltung etwas austauschst, solltest du immer erst die Energiequelle ausschalten! Sollte das nicht möglich sein, ziehe den Stecker oder schalte die Sicherung ab. Erst, wenn alles sicher aufgebaut ist, solltest du die Energiequelle wieder einschalten.

Wasser als Stromleiter

Auch Wasser leitet in den meisten Fällen den Strom. Das kann in elektrischen Geräten zu einem Kurzschluss führen und das Gerät zerstören. Viel schlimmer ist jedoch die Gefahr für den Menschen. Gelangen elektrische Geräte in Kontakt mit Wasser, fließt der Strom durch das Wasser. Wenn du jetzt in Berührung mit dem Wasser kommst, dann kann das lebensgefährlich für dich sein! Darum halte elektrische Geräte trocken und vom Wasser fern!

Hochspannungen

Zum Abschluss: Weißt du, was diese Schilder mit den Blitzen darauf zu bedeuten haben? Sie zeigen an, dass in der Nähe Hochspannungen verwendet werden. Diese Spannungen sind noch weitaus höher als die 230 Volt aus der Steckdose und auf jeden Fall sehr gefährlich. Unser letzter Hinweis ist also: Halte dich von Hochspannung fern!

Zusammenfassung

Fassen wir also noch einmal zusammen: Mögliche Wirkungen des elektrischen Stroms auf den menschlichen Körper können Zuckungen und Verkrampfungen, Herzrhythmusstörungen, Herzstillstand und Verbrennungen sein. Um diese zu vermeiden, solltest du folgende Regeln beachten.

1) Fasse keine elektrischen Leiter an, an denen eine Spannung anliegt!

2) Knick Kabel nicht und behandele sie vorsichtig!

3) Arbeite nur mit Spannungen unter 24 Volt!

4) Schalte erst die Energiequelle aus, bevor du etwas anfasst!

5) Halte elektrische Geräte trocken und vom Wasser fern!

6) Halte dich von Hochspannung fern!

Elektrischer Strom ist ein wunderbares Phänomen im Alltag und beim Experimentieren. Jetzt weißt du auch, wie du gefahrlos damit umgehen kannst. Viel Spaß dabei!

5 Kommentare

5 Kommentare
  1. sehr gut!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

    Von Vdomeier, vor 6 Monaten
  2. In Aufgabe drei im vierten Bild ist 9V angezeigt. Warum ist die Antwort "ungefaehlich" falsch, obwohl im Video und in der Loesung erst ueber 24V als gefaehrlich erklaert wird?

    Von Jael Guenther, vor mehr als einem Jahr
  3. Danke, das hat mir sehr geholfen (gut erklärt)

    Von Tironic Tim, vor etwa 4 Jahren
  4. echt hilfreich

    Von Jessicakaehlig, vor mehr als 4 Jahren
  5. Danke hat mir sehr viel geholfen :D

    Von Oldionabdija, vor mehr als 6 Jahren

Gefahren im Umgang mit elektrischem Strom Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Gefahren im Umgang mit elektrischem Strom kannst du es wiederholen und üben.
  • Nenne die Wirkungen des elektrischen Stroms im menschlichen Körper.

    Tipps

    Wie werden Muskeln im menschlichen Körper gesteuert?

    Welche Wirkungen des elektrischen Stroms kennst du?

    Was passiert, wenn ein großer Strom durch einen schlechten Leiter fließt?

    Lösung

    Die Muskeln im menschlichen Körper werden durch kleine elektrische Spannungen gesteuert. Deshalb kann Kontakt mit elektrischem Strom zu Muskelzuckungen führen.

    Auch das Herz ist ein Muskel. Deshalb kann es bei Kontakt mit elektrischem Strom zu Herzrhythmusstörungen oder sogar Herzstillstand kommen.

    Ist die Stromstärke sehr hoch, so entsteht beim Kontakt mit elektrischem Strom Wärme. Daher kann es zu Verbrennungen kommen.

  • Nenne die Regeln im Umgang mit elektrischem Strom.

    Tipps

    Leitet Wasser den elektrischen Strom?

    Sind höhere Spannungen gefählicher oder ungefährlicher?

    Lösung

    Liegt an einem Leiter eine Spannung an und du berührst ihn, kann es zu einem Strom über deinen Körper zum Erdboden kommen.

    Knickst du Kabel zu häufig, kann die darauf angebrachte Schutzschicht zerstört werden. Dann liegt der Leiter blank und der Strom kann über deinen Körper abfließen.

    Größere Spannungen sind gefährlicher. Sie durchdringen einfacher deinen Körper und haben einen größeren Einfluss auf die Muskeln in deinem Körper.

    Wenn du die Energiequelle berührst, solange sie angeschaltet ist, kann es zu einem Strom über deinen Körper kommen.

    Wasser leitet elektrischen Strom. Wird eine Gerät nass oder fällt sogar ins Wasser, kann es zu einem Strom durch das Wasser an die Oberfläche des Gerätes kommen. Die Schutzhülle des Geräts wird dabei nutzlos. Wenn du das Gerät dann berührst, kann es zu einem Strom über deinen Körper kommen.

  • Finde die Gefahrensituationen.

    Tipps

    Erinnere dich an die Regeln im Umgang mit elektrischem Strom.

    Erinnere dich an die Wirkungen des elektrischen Stroms im menschlichen Körper.

    Lösung

    Die Regeln im Umgang mit elektrischem Strom sind:

    • Fasse keine elektrischen Leiter an, an denen eine Spannung liegt.
    • Knicke Kabel nicht und behandle sie vorsichtig.
    • Arbeite nur mit Spannungen unter 24 Volt.
    • Schalte erst die Energiequelle aus, bevor du etwas anfasst.
    • Halte elektrische Geräte trocken und von Wasser fern.
    Die Gründe dafür sind folgende:

    • Liegt an einem Leiter eine Spannung an und du berührst ihn, kann es zu einem Strom über deinen Körper zum Erdboden kommen.
    • Knickst du Kabel zu häufig, kann die darauf angebrachte Schutzschicht zerstört werden. Dann liegt der Leiter blank und der Strom kann über deinen Körper abfließen.
    • Größere Spannungen sind gefährlicher. Sie durchdringen einfacher deinen Körper und haben einen größeren Einfluss auf die Muskeln in deinem Körper.
    • Wenn du die Energiequelle berührst, solange sie angeschaltet ist, kann es zu einem Strom über deinen Körper kommen. Wasser leitet elektrischen Strom.
    • Wird ein Gerät nass oder fällt sogar ins Wasser, kann es zu einem Strom durch das Wasser an die Oberfläche des Gerätes kommen. Die Schutzhülle des Geräts wird dabei nutzlos. Wenn du das Gerät dann berührst, kann es zu einem Strom über deinen Körper kommen.
  • Beschreibe das Verhalten bei Experimenten mit elektrischem Strom.

    Tipps

    Was weißt du über die Verhaltensweisen im Umgang mit elektrischem Strom?

    Wann kann dir etwas passieren? Wenn die Energiequelle eingeschaltet oder ausgeschaltet ist?

    Lösung

    Bei einem Schülerexperiment solltest du die elektrische Energiequelle immer erst dann einschalten, wenn du den Aufbau deiner Schaltung abgeschlossen hast. Dann schaust du, ob die Schaltung so funktioniert, wie du dir es vorgestellt hast. Möchtest du etwas ändern, musst du die Energiequelle wieder abschalten oder von der Schaltung trennen, wenn man sie nicht abschalten kann. Erst dann kannst du die Schaltung ohne Gefahr umbauen. Nach dem Umbau kannst du die Energiequelle wieder einschalten beziehungsweise einschalten.

  • Erkläre den Aufbau eines Steckers und einer Steckdose.

    Tipps

    Erinnere dich an die Eigenschaften von Leitern und Nichtleitern bezüglich des elektrischen Stroms.

    Welche der Begriffe bezeichnen Nichtleiter? Was davon kannst du dir an einem Stecker vorstellen?

    Lösung

    Damit du den Stecker und das Kabel anfassen kannst, sind die Leiter darin von einem Nichtleiter umgeben. Dieser Nichtleiter ist meist Gummi. Über den Schutzkontakt und den Schutzleiter können Ladungen an Oberflächen von elektrischen Geräten abfließen. Dann fließen sie nicht über deinen Körper ab und stellen keine Gefahr für dich dar.

  • Erkläre, wie man bei Gefahr richtig reagiert.

    Tipps

    Menschen sind leitfähig.

    Ist Wasser leitfähig?

    Was passiert, wenn ich die Sicherung herausdrehe?

    Lösung

    Die Regeln im Umgang mit elektrischem Strom sind:

    • Fasse keine elektrischen Leiter an, an denen eine Spannung liegt.
    • Knicke Kabel nicht und behandle sie vorsichtig.
    • Arbeite nur mit Spannungen unter 24 Volt.
    • Schalte erst die Energiequelle aus, bevor du etwas anfasst.
    • Halte elektrische Geräte trocken und von Wasser fern.
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