Ein Körper elektrisch laden vs. auf ein potential bringen.
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- Dieses Thema hat 9 Antworten und 6 Teilnehmer, und wurde zuletzt aktualisiert vor 12 Jahren, 2 Monaten von Anonym.
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3. Dezember 2010 um 0:12 Uhr #498065Dr.TyfonTeilnehmer
Hallo, mein Mitbewohner hat mir vor kurzem eine knifflige Frage gestellt. Ich finde die Antwort zwar logisch, aber schaffe es nicht ihm zu erklären warum.
Der reihe nach:
Er hat aus dem Physik Unterricht eine Aufgabe gemacht, in der eine Kugel über eine nach Erde verbundene Spannungsquelle geladen wird (die Kugel ist ansonsten isoliert).
Kurz danach hat er einen Filmchen im Internet gefunden, in dem ein Arbeiter mit einem Helikopter auf ein Hochspannungsseil steigt und sich dabei nicht mal einen Finger verbrennt (Praktisch das gleiche wie bei den Vögeln).
Die Frage ist jetzt: Warum fliessen bei der Kugel Ladungen (also Strom) und beim Hochspannungskabel nicht? Wo liegt der grundliegende Unterschied?
Habt ihr eine Idee, wie ich erklären kann warum zwar beide, ausser am Kabel isoliert sind (Mensch auf Heli und Kugel isoliert), aber trotzdem nur bei einem Strom fliesst?MfG
Jonas
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3. Dezember 2010 um 3:12 Uhr #871136WiafTeilnehmer
Naja beim heli haben die ja so einen stab mit dem sie ankoppeln und haben auch so lustige raumanzüge an, das heißt die spannung liegt am heli ja auch an. auf jedenfall sagten sie dies bei der reportage in n-tv oder n24 da wo es lief. Originalzitat war soweit ich mich erinnere “jetzt fliesst der strom durch mich durch” bzw was er meinte halt um ihn rum.Gruss Wiaf
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3. Dezember 2010 um 4:12 Uhr #871137VJoe2maxTeilnehmer
Durch Hochspannungen fließt natürlich Strom – ne ganze Menge sogar ;). Ich vermute mal du meinst mit dem Schulexperiment ein Entladungsexperiment. Es entsteht also ein Funkenüberschlag, wenn man versucht die Kugel zu berühren. Das liegt daran, dass der Körper leitet und gegenüber der Isolatorstrecke zur Erde einen geringeren Widerstand bietet. Kommt man der geladenen Kugel also zu nahe, entlädt sich die Ladung der Kugeloberfläche über den Körper. Was das Hubschrauberfilmchen angeht, muss man zunächst mal sagen, dass an Hochspannungsleitungen, wann immer möglich normalerweise nur auf den Masten hinter den Isolatoren gearbeitet wird – also auf Erdpotential. Bei Arbeiten auf der Freileitung selbst, wird nach Möglichkeit die Spannung abgeschaltet. Ansonsten funktioniert es so wie Wiaf schon sagte: Man bringt zunächst den Hubschrauber samt seiner Insassen auf´s gleiche Potential (ein gewisser Ladungsunterschied ist da sonst immer vorhanden). Dann kann man vom Hubschrauber aus im Prinzip (skineffekt etc, mal außen vor) gefahrlos die Leitung berühren, da man ja keinen Kontakt zur Rede hat und die große Luftstrecke bis zum Boden gut isoliert. Die Schutzanzüge haben zusätzlich noch die Wirkung farradayscher Käfige. Würde der Hubschrauber aber ein Stahlseil zum Boden herab lassen, würde ab einem gewissen Abstand auch hier ein Funkenüberschlag zwischen Erde und Seil bzw. Hubschrauber passieren. Der Hubschrauber würde unweigerlich abstürzten und die Leute auf den Kabeln könnten nur überleben wenn sie im Moment des Überschlags nicht nicht als leitende Verbindung zwischen Freileitung und Hubschrauber fungieren (und nicht von Trümmern des abstürzenden Hubschraubers getroffen werden). Man müsste sie dann mit einem zweiten Hubschrauber, der sich zuvor wieder auf Freileitungspotential bringen müsste, retten.[spoiler]Was passiert wenn man mit Kontakt zur Erde einer Hochspannung führenden Starkstromleitung zu nahe kommt, zeigt das im Folgenden verlinkte Video (Achtung! – das ist wirklich schockierend und makaber – definitiv nichts für schwache Nerven): Bitte nur anklicken wenn ihr den sinnlosen Tod eines Menschen durch einen Hochspannungsunfall seelisch verkraften könntDas Video zeigt jedenfalls überaus drastisch, dass mit Hochspannung zumindest bei hohen Strömen bzw. hohen Ladungen alles andere als zu spaßen ist! Die “Lebensgefahr”-Schilder an Hochspannungsgeräten und -leitungen sind alles andere als unnütze Warnhinweise und müssen unter allen Umständen ernst genommen werden! Wie jeder weiß können bereits die 230V einer Haushaltssteckdose aufgrund der hohen Stromstärken die das Netz führen kann zu tödlichen Verletzungen führen.[/spoiler]
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3. Dezember 2010 um 7:12 Uhr #871138Dr.TyfonTeilnehmer
Hallo,soweit ist das schon klar, aber was ich mit dem Experiment meinte ist eine Kugel die an eine Spannungsquelle angeschlossen wird (nur mit einem Pol der Quelle, der andere geht nach Erde), danach wird die Kugel wieder abgehängt und jetzt muss man die Ladung rechenen, also ist Strom geflossen.Die wirkliche Frage ist jetzt, fliesst beim “zum gleichen Potential bringen” wie VJoe2Max gesagt hat auch Strom? Falls ja könnte man jetzt Fragen: Warum passiert ihm nichts? Und gleichzeitig warum passiert einem Vogel auf einer Hochspannungsleitung nicht? Der bringt sich ja auch aufs gleiche Potential.Das heisst also, dass es einen Unterschied geben muss, zwischen einer Kugel die geladen wird und etwas das sich auf die Hochspannungsleitung begibt.MfGJonas
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3. Dezember 2010 um 11:12 Uhr #871156HorstelinTeilnehmer
Wenn er die Kugel entläd fließen nur ströme im mA Bereich, das ist nicht gefährlich. Es zeckt höchstens ein Bisschen :)Zum Hubschrauber: Strom ist ein Ladungsaustausch, dh wenn 2 Gegenstände das gleiche Potential besitzen kann kein Strom fließen weil beide gleich viele Ladungen besitzen 😉 Wenn man den Hubschrauber auf das gleiche Potential bringt fließt allerdings nur Strom über das Kabel mit dem man den H. an die Hochspannungsleitung anschließt ;)Anders wenn man in die Steckdose fasst Weil:1. Der Strom fließt durch den Körper (meist durchs Herz)2. Weil du geerdet bist (stehst auf dem Boden) wird dein Potenzial (Technisch gesehen) immer niedriger sein als das der Phase=> es fließt so lange Strom wie du die Kontakte berührst ;)MfG Urs
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3. Dezember 2010 um 12:12 Uhr #871164WiafTeilnehmer
Noch ein gedanke der mir eben kam: In einem Hubschrauber bzw allen Flugfähigenn objekten sind alle teile miteinander verbunden damit sie auf dem gleichen Potential sind, das verringert die Störungen im VHF Funk und verhindert elektrische störungen in den Instrumenten. Deswegen wird über den genannten Stab die Ladung an alles im Heli abgegeben.Nicht das es viel zu der Diskussion beiträgt, es ist vielmehr nice to know ;)Gruss Wiaf
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3. Dezember 2010 um 17:12 Uhr #871185VJoe2maxTeilnehmer
Wenn unterschiedliches Potential da ist, fließt bei leitendem Kontakt auf jedem Fall Strom. Durch die Beschaffenheit des Leiters (Widerstand, Geometrie) lässt sich aber die Entladung in gewissen Grenzen kontrollieren. Wie Urs schon sagte – die Ladungen auf so einer aufgeladenen Kugel sind gering und damit auch die Ströme die beim Entladen fließen. Je nach Höhe der Spannung zwischen Erde und Kugel kommt es bei unterschiedlichen Abständen der Hand von der Kugeloberfläche zum Funkenüberschlag, während dem natürlich kurzzeitig Strom fließt. Danach die Kugel entladen und liegt auf Erdpotential. Dann fließt auch kein Strom mehr. Bei einer spannungsführenden Leitung wird hingegen ständig Ladung nachgeschoben was zu erheblich höheren Entladungsströmen führt.
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3. Februar 2011 um 18:02 Uhr #879165PommbaerTeilnehmer
Sicher, dass ein Hubschrauber bei einem “Kontakt” mit einer Hochspannungsleitung keine Störung im Funk bekommt ? Habe letztens etwas über ein sogenanntes “Korona-Ionisierung” gesehen was nur mit speziellen Kameras sichtbar gemacht werden kann.Im Zeitpunkt des Kontaktes gab es die Stärkste Korona an den beiden Rotoren des Helikopters.So eine Korona war lt. Definition im Beitrag einfach ein “Stromleck”. Die umgebende Luft wird so stark ionisiert dass sie leitend wird.Stichwort: Korona oder auch Elmsfeuer
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3. Februar 2011 um 19:02 Uhr #879180WiafTeilnehmer
Soweit ich weiss (und ich weiss nicht viel, da ich selber keine hochspannungen fliege) ist der Kontakt mitm funk abgebrochen außer im nahbereich, d.h. pilot/techniker der auf der helikufe sitzt.Grüsse Wiaf
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3. Januar 2012 um 23:01 Uhr #910209AnonymInaktiv
Die Frage ist jetzt: Warum fliessen bei der Kugel Ladungen (also Strom) und beim Hochspannungskabel nicht? Wo liegt der grundliegende Unterschied?
Der Grundlegende Unterschied, wie zuvor schon mehrmals erwähnt, ist das Potential des Menschlichen Körpers. Bei dem Filmchen mit der Hochspannungsleitung, gab es einen Potentialausgleich im Vorfeld ( Oder durch geeignete Isolatoren, wurde der Ausgleich stark abgeschwächt, da der Isolator nur als Widerstand diente um z.b. Verbrennungen zu vermeiden, bei dem Schulexperiment nicht, würde sich die Versuchsperson auf eine z.b. Gummimatte stellen um sich vom Erdreich/weiterer Masse zu isolieren und sich wärend des Aufladevorgangs der Kugel ebenfalls durch berührung mit aufladen, würde bei erneutem Kontakt kein Strom fließen, was sich jedoch ändert, wenn die Testperson einen Potentialausgleich mit anderer Masse/Erdreich sucht und erst dann die Kugelberührt. Um es kurz zu machen, es ist im Experiment lediglich der Potentialausgleich der statt findet, was bedeutet das eine nicht geerdete Versuchsperson nach dem Experiment eine andere Ladung besitzt als eine weitere jedoch geerdetet/nichtgeerdete Testperson, was bei Kontakt zu einem weiteren Potentialausgleich führen würde und so weiter, bis der Unterschied spürbar geringer wird oder durch eine Erdung abfließt.Das ist die gesuchte Erklärung, wenn ich mich nicht irre.(DAS TESTEN DER THEORIE AN HOCHSPANNUNGSLEITUNGEN DARF NICHT IN DER PRAXIS VERSUCHT WERDEN!!LEBENSGEFAHR!!!!)Mfg JensEdit: OMG , öhm ich denke die Antwort hat der TE mittlerweile selbt gefunden 😉
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