Elektrischer Strom - im Haushalt, Physikübungen

Glühlampe, drei Adern, Sicherungen, Fehlerstromschalter, Erdung, Kurzschluss - Gesamtaufgabenbestand (lehrplanunabhängig)

Hilfe
  • Hilfe speziell zu dieser Aufgabe
    Der Stromkreis ist geschlossen. Berührt der Außenleiter aber durch eine Beschädigung plötzlich den Schirm, würde man beim Berühren des Schirms einen Stromschlag erleiden!
  • Anschluss einer Lampe
    Schematische Darstellung:

    Außen(A)- und Neutralleiter(N) schließt man am Sockel- und Fußkontakt der Glühbirne mithilfe einer Fassung an. Der Schutzleiter verbindet den (metallischen) Lampenschirm mit der Erde.

    Stromfluss (rot)
    • bei intakter Lampe:
    • bei einem Defekt:
TIPP Beispiel-Aufgabe: Zu diesem Aufgabentyp gibt es eine passende Beispiel-Aufgabe. Klicke dazu auf "Hilfe zu dieser Aufgabe" unterhalb der Aufgabe.

Elektriker-Lehrlinge haben eine Lampe mit metallischem Lampenschirm mit dem Außenleiter(A), Neutralleiter(N) und Schutzleiter(S) angeschlossen. Wähle alle richtigen Aussagen aus.

  • graphik
    Beim Einschalten…
    leuchtet die Lampe.
    leuchtet die Lampe nicht.
    entsteht ein Kurzschluss.
    steht der Schirm unter Strom!

    Falsch angeschlossen ist…
    der Außenleiter.
    der Neutralleiter.
    der Schutzleiter.
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keine Berechtigung
Erdung
Ist eine leitende Verbindung zum Erdboden. Strom kann damit über die Erde abfließen.

Kurzschluss
Der Strom findet einen (nahezu) widerstandsfreien Weg von einem Pol zum anderen. Deswegen kommt es meist zu hohen Stromstärken.

Drei Adern in Stromkabeln
  • Außenleiter (Phase)
    Der braune Außenleiter ist für den Stromfluss verantwortlich und ist mit dem Stromnetz bzw. dem Kraftwerk verbunden. In diesem Leiter bewegen sich Elektronen mit hohem "Druck".
  • Neutralleiter
    Der blaue Neutralleiter schließt beim einfachen Wechselstrom den Stromkreis. Die Stromstärken von Außen- und Neutralleiter sind im Normalbetrieb gleich groß.
  • Schutzleiter
    Steht z.B. ein Metallgehäuse unbeabsichtigt unter Strom, leitet der grün-gelbe Schutzleiter den Strom vom Gehäuse in die Erde ab. Falls jemand das Gehäuse berührt bekommt er so keinen Schlag.

Sicherung
Zu hohe Stromstärken können Leitungen und Bauteile beschädigen oder sogar Brände verursachen. In Reihe zu den Bauteilen auf den Außenleitern schaltet man deshalb Sicherungen, die bei zu hohen Strömen (meist ab 16 A) die Stromkreise unterbrechen.

Fehlerstrom(schalter)
Unterscheiden sich die Stromstärken im Außen- und Neutralleiter, löst das im Haushalt den Fehlerstromschalter (FI-Schalter) aus. Er verhindert, dass weiter unkontrolliert Strom (Fehlerstrom) abfließt, z.B. weil Strom über einen Menschen oder über den Schutzleiter in die Erde abfließt.
Beispiel 1
graphik
Nenne den Namen und erkläre die Funktion des Leiters mit Nummer 4 in der schematischen Zeichnung.
Beispiel 2
Rabea steckt einen defekten Laptop ein, bei dem die stromführenden Leitungen im Inneren direkt das Aluminiumgehäuse berühren.
Welche Schutzvorrichtung(en) verhindern ein Unglück?
▇ Sicherung
▇ Schutzleiter
▇ Fehlerstromschalter
▇ Isolierung
Aufbau einer Glühlampe

  1. Glühwendel/ Glühdraht/ Glühfaden, meist aus Wolfram
  2. Glaskolben/ Glasbirne/ Glasgehäuse
  3. Gas/ Gasfüllung/ Gasgemisch (z.B. aus Edelgas und Stickstoff)
  4. Sockel/ Sockelkontakt/ Schraubgewinde/ Gewinde/ Gewindesockel/ Schraubsockel
  5. Fassung/ Lampenfassung/ Schraubfassung
  6. Fußkontakt/ Kontaktblättchen
Anschluss einer Lampe
Schematische Darstellung:

Außen(A)- und Neutralleiter(N) schließt man am Sockel- und Fußkontakt der Glühbirne mithilfe einer Fassung an. Der Schutzleiter verbindet den (metallischen) Lampenschirm mit der Erde.

Stromfluss (rot)
  • bei intakter Lampe:
  • bei einem Defekt:
Beispiel
graphik
Jemand hat eine Lampe mit metallischem Schirm mit dem Außenleiter(A), Neutralleiter(N) und Schutzleiter(S) angeschlossen.
Wähle alle richtigen Aussagen aus.
Beim Einschalten…
▇ leuchtet die Lampe.
▇ leuchtet die Lampe nicht.
▇ entsteht ein Kurzschluss.
▇ steht der Lampenschirm unter Strom!
Falsch angeschlossen ist…
▇ der Außenleiter.
▇ der Neutralleiter.
▇ der Schutzleiter.