Sicherung, Stromschlag und Schutz

Ein Stromschlag entsteht, wenn dein Körper Teil eines Stromkreises wird und elektrischer Strom durch dich hindurchfließt. Gefährlich ist dabei nicht die Spannung allein, sondern die Stromstärke, die durch den Körper fließt. Sie sorgt dafür, dass sich Muskeln verkrampfen, und kann den Herzrhythmus stören.

Schon sehr kleine Ströme spürst du. Bei etwa einem halben Milliampere kribbelt es, bei etwa 10 Milliampere verkrampfen die Muskeln, sodass du ein Kabel nicht mehr loslassen kannst. Ab etwa 30 Milliampere kann es lebensgefährlich werden, weil das Herz aus dem Takt geraten kann. Diese Werte sind Richtwerte, die je nach Person, Stromweg und Dauer schwanken.

Die Steckdose im Haus liefert 230 Volt Wechselspannung. Das ist hoch genug, um einen gefährlichen Strom durch den Körper zu treiben. Darum gibt es mehrere Schutzmaßnahmen, die Fehler verhindern oder den Strom blitzschnell abschalten. In dieser Lektion schauen wir sie uns an.

Im Sicherungskasten sitzen zwei Arten von Schutzschaltern. Die Sicherung, heute meist ein Leitungsschutzschalter, schützt die Kabel in der Wand. Fließt wegen eines Kurzschlusses oder einer Überlastung zu viel Strom, würde sich das Kabel erhitzen und könnte einen Brand auslösen. Die Sicherung trennt den Stromkreis dann automatisch, meist bei 16 Ampere.

Für Menschen ist das zu spät, denn 16 Ampere sind viel mehr als die gefährlichen 30 Milliampere. Deshalb gibt es den FI-Schutzschalter, auch Fehlerstromschutzschalter genannt. Er vergleicht den Strom im Hinleiter mit dem im Rückleiter. Fließt ein Teil des Stroms über einen Körper zur Erde, fehlt er im Rückleiter, und der FI-Schalter schaltet schon bei etwa 30 Milliampere Unterschied innerhalb kurzer Zeit ab.

Dazu kommt der Schutzleiter mit gelbgrüner Isolierung, der an den Schutzkontakt der Steckdose führt. Wird ein Metallgehäuse durch einen Defekt unter Spannung gesetzt, fließt der Strom über den Schutzleiter zur Erde statt durch dich. Sicherung, FI-Schalter und Schutzleiter ergänzen sich, keines ersetzt die anderen.

Ein weit verbreiteter Irrtum lautet, die Sicherung schütze Menschen vor einem Stromschlag. Das stimmt nicht zuverlässig. Eine Sicherung mit 16 Ampere löst erst aus, wenn viel mehr Strom fließt, als dein Körper verträgt. Für den Schutz von Menschen ist der FI-Schalter zuständig, und er arbeitet mit Ausschaltströmen im Bereich von 30 Milliampere.

Ein zweiter Fehler betrifft die Einheiten. Rechnest du den Körperstrom aus, erhältst du Ampere, die gefährlichen Werte liegen aber in Milliampere. 0,115 A sind 115 mA, nicht 0,115 mA. Wer eine Einheit vergisst, bewertet die Gefahr völlig falsch. Rechne deshalb immer in A und gib danach, wenn sinnvoll, in mA an.

Ein dritter Irrtum betrifft die Spannung. Viele denken, nur Hochspannung sei gefährlich. Auch die 230 V aus der Steckdose können tödlich sein, während 4,5 V aus einer Flachbatterie ungefährlich sind. Als grobe Faustregel gelten Wechselspannungen über 50 V als gefährlich, weil sie bei normalem Körperwiderstand schon zu bedenklichen Strömen führen können.

Im Alltag helfen dir einfache Regeln. Ziehe an Kabeln nie am Kabel, sondern am Stecker. Benutze beschädigte Kabel und Geräte nicht mehr. Halte elektrische Geräte von Wasser fern, vor allem in Küche und Bad, und fasse sie nie mit nassen Händen an. Schutzisolierte Geräte tragen das Zeichen mit den zwei ineinanderliegenden Quadraten, ihr Gehäuse ist von innen zusätzlich isoliert.

Passiert ein Stromunfall, unterbrichst du zuerst den Stromkreis, indem du den Stecker ziehst oder die Sicherung ausschaltest. Berühre die verunglückte Person erst danach. Rufe die 112 an und leiste Erste Hilfe. Auch wenn es der Person scheinbar gut geht, braucht sie nach einem Stromunfall eine ärztliche Untersuchung, weil Herzrhythmusstörungen oft erst später auftreten.

In der Klassenarbeit kommen meist Aufgaben mit der Formel I gleich U durch R und mit der Leistungsformel vor. Schreibe die Größen mit Einheiten auf, rechne in Grundeinheiten und achte auf den Unterschied zwischen Sicherung als Leitungsschutz und FI-Schalter als Personenschutz. Experimente mit Strom machst du in der Schule nur mit ungefährlicher Kleinspannung, nie mit der Steckdose.