Die gequetschte Tischleuchte
AFB I–IILina stellt ihre Schreibtischleuchte um. Dabei fällt ihr auf, dass die Zuleitung dicht am Stecker einmal unter dem Stuhlrollen-Fuß gelegen hat: Die Kunststoffhülle ist eingedrückt und an einer Stelle sind zwei blanke Drähte zu sehen, die nur wenige Millimeter voneinander entfernt liegen. Lina denkt sich: „Die Leuchte geht doch noch an, dann ist alles in Ordnung." Im Sicherungskasten der Wohnung sitzt für diesen Stromkreis eine Sicherung, die bei einer Stromstärke über 16 A auslöst.
- Nennen Sie drei Regeln für den sicheren Umgang mit elektrischen Geräten, gegen die Lina hier verstößt oder verstoßen könnte.
- Beschreiben Sie, was in der Zuleitung geschieht, wenn sich die beiden blanken Drähte berühren, und welche Aufgabe die Sicherung in diesem Moment übernimmt.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Hinweis zu Aufgabe b)
Erwartungshorizont
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
Zum Beispiel: (1) Beschädigte Leitungen dürfen nicht weiterbenutzt werden – Gerät sofort vom Netz trennen. (2) Blanke, spannungsführende Teile dürfen nicht berührbar sein. (3) Leitungen dürfen nicht gequetscht, geknickt oder überfahren werden. (Ebenfalls richtig: Reparaturen nur durch Fachleute; keine Geräte mit nassen Händen bedienen.)
Dass die Leuchte „noch geht“, ist kein Sicherheitsnachweis – die Gefahr geht vom berührbaren blanken Draht aus.
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
Berühren sich die beiden Drähte, so entsteht ein Kurzschluss: Der Strom nimmt den kurzen Weg und fließt nicht mehr durch die Lampe. Auf diesem Weg ist der Widerstand sehr klein, deshalb steigt die Stromstärke stark an. Die Leitung erwärmt sich dabei sehr schnell; ohne Schutz könnte die Isolierung schmelzen und sich entzünden.
Die Sicherung unterbricht den Stromkreis, sobald die Stromstärke über 16 A steigt. Sie schützt damit die Leitung vor Überhitzung – nicht den Menschen vor einem Stromschlag.
Die Steckdosenleiste unter dem Schreibtisch
AFB II–IIIUnter Linas Schreibtisch steckt eine Steckdosenleiste in der Wandsteckdose. Auf der Leiste steht: „max. 10 A“. Der Stromkreis des Zimmers ist mit 16 A abgesichert. Lina schließt nacheinander mehrere Geräte an; die Herstellerangaben stehen in der Tabelle. Ein Messgerät in der Zuleitung der Leiste zeigt 15,6 A an, wenn alle vier Geräte gleichzeitig laufen.
Ihr Mitschüler Ben meint: „Solange die Sicherung im Kasten nicht rausfliegt, kann doch nichts passieren.“
| Gerät | Stromstärke |
|---|---|
| Heizlüfter | 6,5 A |
| Wasserkocher | 8,7 A |
| Laptop-Netzteil | 0,3 A |
| Schreibtischleuchte (LED) | 0,1 A |
- Erklären Sie, warum die 16-A-Sicherung im Sicherungskasten die Steckdosenleiste in dieser Situation nicht schützt.
- Beurteilen Sie Bens Aussage.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Hinweis zu Aufgabe b)
Erwartungshorizont
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
Die Leiste ist nur für 10 A gebaut, die Sicherung löst aber erst über 16 A aus. Bei 15,6 A liegt die Stromstärke also deutlich über dem, was die Leiste verträgt, aber noch unter der Auslöseschwelle der Sicherung: Die Sicherung bleibt geschlossen, während sich Leiste, Stecker und Kontakte bereits gefährlich erwärmen.
Eine Sicherung schützt immer nur die fest verlegte Leitung, für die sie ausgelegt ist – nicht jedes Zubehör, das man zusätzlich einsteckt.
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
Bens Aussage ist nicht haltbar. Begründung in zwei Punkten:
(1) Wie in a) gezeigt, kann ein Bauteil überlastet werden, ohne dass die Sicherung anspricht – die Leiste ist das schwächste Glied, wird aber von der 16-A-Sicherung nicht geschützt.
(2) Eine Sicherung reagiert auf zu große Stromstärke in der Leitung. Für den Menschen sind aber schon Ströme von wenigen Hundertstel Ampere gefährlich – so kleine Ströme lösen die Sicherung nie aus. Vor einem Stromschlag schützt sie also grundsätzlich nicht.
Sinnvolle Konsequenz: Geräte mit großer Stromstärke (Heizlüfter, Wasserkocher) direkt und einzeln in die Wandsteckdose stecken, nicht auf eine Leiste zusammenlegen.