Noch mal was zum "Brumm".


Versuchsanordnung:
Man nehme eine Stehlampe, Schutzklasse II.
Ein ungeerdetes, hinreichend gegen Erdpotential isoliertes Metallrohr beinhaltet zwei Adern, N und L, beide schaltbar. Am Ende des Metallrohres sitzt eine Glühlampenfassung. (Eigentlich ist nur eine Ader schaltbar, diese wird wechselweise mit N oder L durch Drehen des Eurosteckes belegt).


Beobachtungen:
1.) N aus, L aus:
Nix zu beobachten.

2.) N an, L aus:
Nix zu beobachten.

3.) N aus, L an:
Am Metallrohr kann eine geerdete Versuchsperson den "Brumm aus dem Finger" deutlich wahrnehmen.
Auch ein Phasenprüfer kann leicht zum Leuchten gebracht werden.

4.) N an, L an:
Am Metallrohr kann man den "Brumm aus dem Finger" wahrnehmen (deutlich schwächer als bei (3), aber wahrnehmbar).

Ob eine Lampe eingeschraubt ist oder nicht, beeinträchtigt das Ergebnis nicht.


Deutung:
Das für den Effekt nur Spannung ung kein Strom benötigt wird, deutet darauf hin, dass nur elektrische und keine magnetischen Felder beteiligt sind.

L und Metallrohr bilden einen Zylinderkondensator. Der L ist durch die im geschalteten anliegende Wechselspannung wechselweise positiv oder negativ geladen; dadurch möchte sich das Rohr wechselweise negativ bzw. positiv laden. Das kann es aber nicht, weil es keine Ladungsträger austauschen kann (bzw. durch die Isolierung nur vernachlässigbar wenige pro Zeit).
Wird das Rohr über den Finger mit Erdpotential verbunden, können die Ladungsträger überfließen, was man als schwachen Strom spürt. Die Stromstärke wird durch die Kapazität des Metallrohres, den Übergangswiderstand zum Finger sowie durch das im Inneren des Kondensators vorhandene elektrische Feld (das durch den L erzeugt und den N beeinflusst wird) bestimmt.
Wird der N zusätzlich zum N geschaltet, kann er durch seine Erdung eine jeweils zum L entgegengesetzte Ladung aufbauen, die das el. Feld abschächt und somit den über den Finger maximal möglichen Stromfluß verkleinert.


Und damit man sich solche Phänomene herleiten kann, hat man in der Mittelstufe Physikunterricht gehabt


Im Versuchsaufbau des Threaderstellers bilden Heizdecke und Freundin den Kondensator. Die Stärke des von der Heizdecke ausgehenden elektrischen Feldes (und damit des Fingerbrumms) wird von der Steckerausrichtung sowie dem Stufenschalter bestimmt. Und so lange die Freundin keinen direkten Kontakt zu einem beschädigten Heizdraht hat (bzw. die Decke heil ist), darf der Masseur auch gerne geerdet sein, weil der maximal mögliche Stromfluss ja begrenzt und sehr gering ist.


Und so dumm finde ich den Vergleich von Alexis gar nicht:[quote]Auch wenn es nur eine Statische Aufladung ist. Der Effekt ist sicher besser bekannt unter, wenn man aus einem Fahrzeug aussteigen will und plötzlich eine "gewischt " bekommt. Da ist die Sache entladen und Gut ist`s.[quote]

In beiden Fällen wird ein Potentialunterschied über einen Menschen spürbar ausgeglichen. Nur, dass hier die Freundin nicht statisch aufgeladen ist, sondern dynamisch ihren Ladungszustand ändern möchte (bedingt durch das el. Feld, in dem sie sich befindet). Der Grund der Ladungsänderung gegenüber Erde ist halt bei der Freundin und beim Auto ein anderer.


Gruß, Bartho

Genau so ist es, deshalb schrieb ich ja, daß es völlig ungefährlich ist.
Gruß
Peter

Korrektur zu meinem letzten Posting:
Streiche "... Wird der N zusätzlich zum N geschaltet, ...", setze "... Wird der N zusätzlich zum L geschaltet, ...".

Außerdem ist mir gerade noch aufgefallen, dass ein FI keinen Fehlerstrom messen wird, weder bei der Stehlampe noch bei der Heizdecke. Schließlich bleiben alle Ladungsträger des "Primärstromkreises" in den jeweiligen Leitungen, und nur diese misst der FI ja. Die Ladungsträger, die am Strom durch den Finger beteiligt sind, werden ja nur durch die "Primärladungsträger" "angeschubst". Dass ein Sekundärstromkreis existiert, bekommt der FI überhaupt nicht mit (abgesehen vom minimal höheren Strom im speisenden Primärstromkreis, aber der FI misst ja Differenzströme und keine Gesamtströme).

Wenn man im Gegensatz z.B. genügend Phasenprüfer parallel direkt an einer Steckdose betreibt, müsste das den FI zum Fliegen bringen. Oder einen niederohmigen Zweipol-Spannungsprüfer, aber das ist ein anderes Thema.


Gruß, Bartho

Nein, das stimmt so nicht, auch wenn keine Ladungsträger die Leiter verlassen, fließt im Wechselstromkreis sehr wohl ein Strom, der sogenannte Verschiebungsstrom. Den detektiert ein FI. Ist aber in der Praxis nur relevant, wenn in großen Anlagen zahlreiche Geräte mit Entstörkondensatoren eingesetzt werden. Deshalb teilt man dann die Stromkreise auf mehrere FI auf.

Hoi DTX,

Danke für den Denkanstoß
Hast natürlich recht.

Anschaulich gesprochen: Die Ladungsträger fließen durch den Außenleiter auf die Heizdecke auf, von der Freundin fließen gleichartig gepolte Ladungsträger über den Masseur über die Erde ab. Dadurch fließen mehr Ladungsträger über den Außenleiter als über den Neutralleiter; der Differenzbetrag fließt über den Masseur gen Erde ab. Damit ist das dann doch ein messbarer Fehlerstrom

Abhilfe würde es geben, wenn man den Raum gegen Erde Isolieren und mit dem Neutralleiter verbinden würde, aber dann wäre der FI irgendwie reichlich sinnlos

Der Verschiebungsstrom sorgt ja auch erst dafür, dass Kondensatoren in Wechselstromsystemen überhaupt Strom leiten, weil da ja keine Ladungsträger selbst fließen können, sondern da alles über den elektrischen Fluß läuft.

Gruß, Bartho

Zitat :

.... weil da ja keine Ladungsträger selbst fließen können, sondern da alles über den elektrischen Fluß läuft.

Müsste ich das verstehen ?

Ach Perl, Du weisst doch eh, was gemeint ist
Gut, ist schlampig formuliert. Wollte nicht gleich mit Vektorfeldern um mich schmeißen.

Hatte vor, mit dem Satz auszudrücken, dass sich beim Verschiebungsstrom keine Ladungsträger von A nach B bewegen (was sie wegen der Isolierschicht im Kondensator nicht können), sondern die elektrische Energie stattdessen durch die zeitliche Änderung des (teilchenlosen) elektrischen Flusses übertragen wird.
Somit gibt es einen regulären elektrischen Strom auch dann, wenn gar keine physischen Teilchen über eine Leitung fließen (wie z.B. beim Phasenprüfer). Die zugrundeliegende Gesetzmäßigkeit hat der Herr Maxwell vor geraumer Zeit erkannt und veröffentlicht.


Gruß, Bartho

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Bartholomew am  9 Apr 2008  1:49 ]