Elektrotechnische Grundlagen/Gefahren des elektrischen Stroms/Berührungsspannung

Berührungsspannung

Ermittlung der maximal zulässigen Berührungsspannung $U_L$

Die höchstzulässige Berührungsspannung wird unter den folgenden Bedingungen ermittelt:

1. Ein Strom fließt ca. 1s durch den menschlichen Körper.
2. Die Stromstärke beträgt maximal $50mA$. Dieser Stromfluss ist zwar gefährlich, aber noch nicht tötlich.
3. Der Körperwiderstand hat $1000\Omega$.

Beispiel

Bei einem Körperstrom $I_K=50mA$ und einem Körperwiderstand $R_K=1000\Omega$ kann mithilfe des ohm'schen Gesetzes die maximale Berührungsspannung ermittelt werden.
$U_L = I_K \cdot R_K$
$U_L = 50 \cdot 10^{-3} A \cdot 1000\Omega$
$U_L = 50V$

Aufgabe 1

Die oben stehende Rechnung gibt die maximal zulässige Berührungsspannung für Wechselspannungen an. Für Gleichspannung ist eine maximale Berührungsspannung von $120V$. Begründe mithilfe des Fachkundebuches, warum die Berührungsspannung bei Gleichspannung höher ist.

Lösung

Die Gleichspannungswerte sind höher, weil es nicht zu lebensbedrohlichem Herzkammerflimmern wie bei der Wechselspannung kommen kann.

Aufgabe 2

Für Nutztiere finden sich im Fachkundebuch auch Spannungswerte. Diese sind halb so groß wie die Berührungsspannungen für Menschen. Begründe mithilfe einer Rechnung und einer Skizze, warum die Werte für Nutztiere genau halb so groß sind, wie die für Menschen.

Tipp

Menschen unterscheiden sich von Tieren durch ihren Aufrechten gang

Lösung

Durch den Stand auf vier Beinen, im Gegensatz zum Menschen, verringert sich der Körperwiderstand der Nutztiere auf bis zu $\frac{1}{3}$ des Körperwiderstand eines Menschen. Daraus ergeben sich bei gleicher Berührungsspannung höhere Körperströme. Daher sind die maximalen Berührungsspannungen kleiner als die des Menschen.

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