Der Energy Stick zeigt, dass der menschliche Körper Strom zu leiten vermag und das auf eindrückliche Art und Weise. Das Physik-Spielzeug besteht aus einer durchsichtigen Kunststoffröhre, in der sich drei LEDs befinden. Die Enden des Energy Stick sind mit Folie aus Metall umwickelt. Berührt man die Metallenden des Energy Stick mit den Fingern, schließt sich ein Stromkreis und der Energy Stick beginnt zu leuchten.
Es blinken jedoch nicht nur die LEDs in bunten Farben, sondern es erklingt außerdem ein schaurig heulender Ton. Das funktioniert auch, wenn sich mehrere Menschen an den Händen halten. Ein schönes Experiment mit Strom besteht zudem darin, die Kette so lange um weitere Personen zu erweitern, bis der Trick nicht mehr gelingt. Auch kann man ausprobieren, welchen Einfluss feuchte oder trockene Hände auf die Leitfähigkeit der Menschenkette haben. Dabei ist dieses Experiment völlig ungefährlich und der Strom nicht fühlbar. Weiter unten erfahren Sie, ab wann Strom gefährlich wird.
Warum leitet der menschliche Körper Strom?
Warum ist Strom so gefährlich?
Was tun bei einem Stromunfall?
Tödliche Gefahr schon bei 40 Milliampere
Wie viel Strom fließt durch ein Smartphone?
Warum leitet der menschliche Körper Strom?
Atome und Moleküle sind gewöhnlich elektrisch neutral. Es gibt jedoch Stoffe, wie Kochsalz, die sich aufspalten, wenn man sie in Wasser gibt, und dann als Ionen vorliegen. Diese Stoffe können als elektrisch geladene Teilchen Strom leiten. Wir sind zwar keine Gurke, aber der menschlichen Körper besteht dennoch zu rund 60 Prozent aus Wasser und enthält obendrein allerlei Elektrolyte in Form von Natrium, Kalium, Calcium, Magnesium und Chlorid. Deswegen ist der menschliche Körper ein so guter elektrischer Leiter.
Der Energy Stick ist völlig ungefährlich, da nur kleine Ströme fließen. Im Alltag kann von Strom – je nach Stärke und Art (Gleichstrom oder Wechselstrom) sowie der Einwirkfläche und -dauer – eine erhebliche Gefahr ausgehen. Von Bedeutung ist darüber hinaus der Weg, den der Strom durch den Körper nimmt. Liegt das Herz im Stromweg wird es schnell besonders gefährlich.
Warum ist Strom so gefährlich?
Muskelkontraktionen, die in leichten Fällen Zuckungen zur Folge haben und im schlimmsten Fall dazu führen, dass ein Loslassen der Stromquelle unmöglich wird. Außerdem kann es bei einem Stromunfall zur Atembehinderung kommen, zu Herzrhythmusstörungen, Herzkammerflimmern bis hin zum Herzstillstand, Ohnmacht, Verbrennungen und sogar Lungenschäden. Das sind nur einige der Gefahren durch Stromschläge, die in der einschlägigen Literatur aufgeführt werden. Besonders kritisch wird es, wenn sich das Herz im Stromweg befindet. Zu den Begleiterscheinungen bei Stromunfällen zählen Knochenbrüche zum Beispiel durch Stürze.
Was tun bei einem Stromunfall?
Das Experiment mit dem Energy Stick zeigt, wie Menschenketten Strom leiten. Daher gilt bei einem Stromunfall bei Niederspannung: Zuerst die Stromquelle abschalten, bevor man das Unfallopfer berührt. Falls dies nicht möglich ist, trennt man den Betroffenen mit einem nicht leitenden Gegenstand von der Stromquelle. Im anderen Fall kann es sein, dass man ebenfalls „kleben bleibt“, weil die Muskeln nicht meh gehorchen.
Von Niederspannung spricht man bei bis zu 1000 V Wechselstrom und bis zu 1500 V Gleichstrom.
Anders verhält es sich zum Beispiel bei einem Blitzschlag oder bei einem Stromunfall mit Hochspannung. Hier fließen sehr hohe Ströme durch den Körper. Dies hat eine große Wärmeentwicklung an den Ein- und Austrittsstellen des Körpers zur Folge und kann zu schlimmen Verbrennungen führen. Vor allem gilt bei Unfällen mit Hochspannung: Abstand halten, solange Strom fließt. Das Video zu Lichtbogen und Jakobsleiter zeigt, wie unvermittelt es zu Spannungsüberschlägen kommen kann.
Tödliche Gefahr schon bei 40 Milliampere
Im Haushalt kommt normalerweise Wechselstrom mit einer Spannung von 230 Volt und einer Frequenz von 50 Hertz zum Einsatz. Wie hoch der Strom ist, der letztlich aus der Steckdose fließt, ist davon abhängig, wie hoch der Widerstand des Gerätes ist, das an der Steckdose hängt. Auch der menschliche Körper hat einen Widerstand, der jedoch von verschiedenen Faktoren abhängt. In der Literatur wird dieser Widerstand laut Wikipedia mit 500 Ohm bis 3 Kiloohm angegeben. Je kleiner der Widerstand, desto mehr Strom fließt.
Im Gegensatz zum Gleichstrom liegt die große Gefahr beim Wechselstrom in der Wirkung auf die Muskulatur. Die Muskeln im menschlichen Körper werden durch schwache Stromimpulse gesteuert. Es ist also kein Wunder, wenn von außen zugeführter Strom hier ein großes Durcheinander anrichten kann. Davon kann sowohl die Skelettmuskulatur, die Atemmuskulatur aber auch der Herzmuskel betroffen sein. Im schlimmsten Fall geht ein Stromunfall tödlich aus.
Grundsätzlich gilt, dass die maximale Berührungsspannung 50 Volt Wechselspannung oder 120 Volt Gleichspannung nicht übersteigen sollte. Stromstärken von mehr als 40 Milliampere können tödlich sein. Für Kinder liegen diese Grenzwerte sogar noch niedriger.
Wie viel Strom fließt durch ein Smartphone?
Ein Ampere entspricht einem Strom von ca. 6,2 Trillionen Elektronen pro Sekunde – ein unvorstellbarer Wert. Wer nachschauen will, was für Ströme zum Beispiel durch sein Smartphone fließen, der kann sich entsprechende Apps herunterladen. Bei bis zu 5 Ampere kann die Stromstärke des maximalen Ladestroms bei einem an die Steckdose angeschlossenen Smartphones liegen (Stand 5/2022).
Quellen:
SILBERNAGL, S., & DESPOPOULOS, A. (1991). Taschenatlas der Physiologie. Stuttgart, Thieme.
Seite „Stromunfall“. In: Wikipedia – Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 7. März 2022, 16:58 UTC. URL: https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Stromunfall&oldid=220879760 (Abgerufen: 12. Mai 2022, 08:06 UTC)
Seiten: „Grenzwert“ und „Hintergrundwissen zu den Grenzwerten“ in Internet-Informationsplattform EMF-Portal der RWTH Aachen 7. März 2022, 16:58 UTC. URL: https://www.emf-portal.org/de/cms/page/home/more/electrical-injuries/background-information-for-limit-values und https://www.emf-portal.org/de/cms/page/home/more/electrical-injuries/limit-values. (Abgerufen: 12. Mai 2022, 08:06 UTC)
Seite „Quick Charge“. In: Wikipedia – Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 23. November 2021, 19:42 UTC. URL: https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Quick_Charge&oldid=217539362 (Abgerufen: 12. Mai 2022, 08:50 UTC)
