Die Wirkungen des elektrischen Stroms
Der Umgang mit Strom ist für Elektriker Routine. Im Arbeitsalltag machen sich gerade Elektrofachkräfte viel mehr Gedanken darüber, wie sie die Anforderungen der DIN VDE 0105-100 erfüllen, als darüber, welche Wirkungen der elektrische Strom hat. Doch genau aus diesen Wirkungen des elektrischen Stroms ergeben sich auch die Gefahren, die er mit sich bringt. Also höchste Zeit, sich diese Wirkungen wieder einmal vor Augen zu führen – auch für Auszubildende oder elektrotechnische Laien.
Welche Wirkungen hat der elektrische Strom?
Elektrischer Strom begegnet uns in verschiedensten Formen: als Wärme, Licht, Magnetismus oder in der Chemie. Die Wirkungen des elektrischen Stroms spüren wir an unserem eigenen Körper – hautnah. Strom hat vielfältige Einsatzmöglichkeiten, von denen wir alle profitieren und die dazu geführt haben, dass uns ein Leben ohne ihn heute nicht mehr möglich erscheint.
Wärmewirkung
Wie wir alle wissen, laufen elektrische Geräte (Kabel, Batterien o.Ä.) schnell Gefahr, zu überhitzen. Ganz einfach deshalb, weil Strom Wärme erzeugt. Das geschieht dadurch, dass die einzelnen Elektronen beim Durchfließen eines Drahtes auf andere Atome stoßen, Reibung erzeugen und zu schwingen beginnen.
Durch diese Schwingungen erhöht sich die kinetische Energie. Die Temperatur jedes einzelnen Atoms steigt. Diese Wirkung des elektrischen Stroms machen sich zum Beispiel Wasserkocher, Bügeleisen oder elektrische Kochplatten zu nutze.
Licht-/Leuchtwirkung des elektrischen Stroms
Am eindrucksvollsten lässt sich die Leuchtwirkung des Stroms anhand eines Naturphänomens beobachten, vor dem sich der Mensch seit jeher fürchtet und das auch in Elektroinstallationen oder elektrischen Anlagen großen Schaden anrichten kann: der Blitz.
Genau genommen ist Leuchtwirkung beim Blitz (wie übrigens auch bei der Glühbirne) „nur“ ein Nebeneffekt der Wärmewirkung. Egal, ob die Luft auf bis zu 30.000 Grad Celsius erhitzt wird oder in kleinerem Maßstab der Draht einer Glühlampe auf bis zu 2.100 Grad Celsius: Die Leuchtwirkung von beiden beruht auf dem Prinzip der Erhitzung.
Allerdings muss die Leuchtwirkung nicht zwingend aufgrund der Wärmewirkung entstehen. Bei der Leuchtstoffröhre zum Beispiel wird mit einem Gas von niedrigem Druck UV-Licht ausgesendet, das einen beschichteten Stoff zum Leuchten bringt.
Beispiele, wie die Leuchtwirkung des elektrischen Stroms im Alltag eingesetzt wird, sind Glühlampen, Leuchtstoffröhren, LED-Leuchtdioden oder Halogenlampen.
E-Learning für Auszubildende
Der E-Learning-Kurs „Gefahren und Wirkungen von Strom“ sensibilisiert Auszubildende für ihren Umgang mit Elektrizität.
Dieser Kurs wird online genutzt und ist eine moderne und abwechslungsreiche Art der Wissensvermittlung für Ihre Auszubildenden.
Die Auszubildenden lernen diese Inhalte:
- Wirkungen von elektrischem Strom: Wärmewirkung, Lichtwirkung, elektromagnetische Wirkung, physiologische Wirkung
- Gefahren von elektrischem Strom: Körperstrom, Schwellenwerte, Lichtbögen
- Persönliche Schutzausrüstung: Welche PSA gibt es und wann muss sie getragen werden?
- Die 5 Sicherheitsregeln
Am Ende des Kurses gibt es eine Verständniskontrolle für die Auszubildenden. Bei Bestehen erhalten diese eine Teilnahmebestätigung.
Hier erfahren Sie mehr: → Gefahren und Wirkungen von Strom
Magnetische Wirkung
Bereits 1820 fand Hans-Christian Ørtsed heraus, dass sich um einen elektrischen Leiter ein schwaches Magnetfeld ausbildet. Bis zu diesem Zeitpunkt war man davon ausgegangen, dass Elektrizität und Magnetismus zwei getrennte Phänomene sind.
Überprüfen lässt sich diese magnetische Wirkung des elektrischen Stroms, indem man einen Magneten in die Nähe einer Glühlampe hält. Der Glühdraht beginnt dann zu schwingen.
Diese Wirkung macht sich zum Beispiel ein Elektromotor zunutze. Hier wird elektrische Energie in mechanische Energie umgewandelt. Die Kraft, die das Magnetfeld auf die stromdurchflossenen Leiter einer Spule ausübt, wird in Bewegung umgesetzt. Weitere Beispiele aus dem Alltag sind Haustürklingeln oder Elektromagnete auf dem Schrottplatz.
Chemische Wirkung des elektrischen Stroms (Elektrolyse)
Mithilfe von Strom lassen sich auch chemische Verbindungen aufspalten. Hierbei wird elektrische in chemische Energie umgewandelt.
Zur Elektrolyse benötigt man zwei Elektroden und eine Flüssigkeit, durch die Gleichstrom fließt. Dadurch entsteht ein Elektronenmangel an der sog. Anode (Pluspol) und ein Elektronenüberschuss an der sog. Kathode (Minuspol). Somit läuft eine Redoxreaktion ab; an der Anode finden Oxidationsvorgänge statt, an der Kathode Reduktionsvorgänge. Als Ergebnis wird in der Regel ein Stoff in seine einzelnen Elemente zerlegt (z. B. H2O in Wasserstoff und Sauerstoff).
Ein Beispiel aus dem Alltag für die chemische Wirkung des elektrischen Stroms ist die Gewinnung von Metallen oder Wasserstoff. Auch die Haarentfernung mit einem Epilierer beruht auf dieser Wirkung.
Die Wirkungen des elektrischen Stroms auf den menschlichen Körper
Das menschliche Gehirn nutzt elektrische Signale in Höhe von etwa 50 mV, um Bewegungsabläufe und Organe zu steuern. Wirkt jedoch von außen ein erheblich stärkerer Strom als der körpereigene ein, führt dies zu Muskelverkrampfungen – deshalb können Sie einen elektrischen Leiter nicht mehr loslassen, wenn er unter Strom steht.
Ein Stromschlag kann zu Herzrhythmusstörungen und Kammerflimmern führen, infolge dessen auch zum Kreislaufstillstand. Im Gehirn können irreversible Schädigungen auftreten, die im schlimmsten Fall zum Tod führen. Stromstärken ab 50 mA sind grundsätzlich lebensgefährlich.
Angesichts der Gefahren und Wirkungen des elektrischen Stroms ist es vor allem für die Fachkräfte der Elektrotechnik von elementarer Bedeutung, die Anforderungen der Elektrosicherheit immer zu beachten. Besonders ans Herz legen möchten wir Ihnen die Einhaltung der fünf Sicherheitsregeln und regelmäßige Sicherheitsunterweisungen.
