Kan man få stød uden at have jordforbindelse? – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

Niels Bohr Institutet > Spørg om fysik > ? om Fysik > Kan man få stød uden a...

13. juni 2011

Kan man få stød uden at have jordforbindelse?

Hej Spørg om Fysik
Hvad skal der til for at få stød? Og hvad er forklaringen på, at man ikke får stød, hvis man ikke har jordforbindelse? 

Med venlig hilsen
A v A

Der er tre størrelser, som er væsentlige for elektriske systemer. Det er spænding, som betegnes med U, og som måles i volt (V), strøm som betegnes med I, og måles i ampere (A), og modstand som betegnes med R, og måles i ohm (Ω).

Ohms lov

Disse størrelser sammenknyttes af Ohms lov fra 1827 - denne siger, at sammenhængen er:

  U = R * I

Spænding
Spændingen er en størrelse der beskriver, hvor stor energi elektriske ladninger kan få fra et batteri, f.eks. ved at flytte dem fra den ene pol til den anden. I almindelige ledninger kan der løbe en strøm. Dette sker, idet de frie elektroner (der er ca. 1 bevægelig elektron pr. atom i ledere - dvs. omkring 1021 til 1022 elektroner pr. gram leder, 1 tal med 21 nuller efter) flytter sig, når der er en spænding som kan give dem energi. Strømmen er beskrevet ved det antal elektroner der passerer et bestemt sted i ledningen.

Modstand 
Modstanden er den bremsning der sker af elektronerne, når de passerer igennem metallet. Den afhænger af metallet. F.eks. er sølv ca. 50 gange bedre ledende end rustfrit stål. Ohms lov siger altså, at jo større en modstand man har i en kreds med en given spænding, desto mindre strøm. Har man en kreds, jo større spænding man lægger på, desto større strøm. Det er strømmen der giver forbrændinger, eller kan give hjertestop.

 

Georg Simon Ohm (D, 1789 - 1854).

Hvad skal der til for at få stød? 

Det at få stød, betyder i de fleste tilfælde, at man er i et lukket kredsløb med et batteri (en spændingskilde - det kan også være en dynamo). Der skal altså, i dette tilfælde, 2 forbindelser til. F.eks. hvis man har fat i to ledninger med hænderne, eller hvis man står på et fugtigt gulv, og har fat i en ledning med en hånd.

Hvor ubehageligt og eventuelt alvorligt det er, kommer det an på spændingskildens maksimale spænding, samt andre modstande i kredsen.

Det er helt harmløst at have fat i de to ender på et 1,5 V batteri med hænderne. Man kan faktisk kun mærke, om der er spænding på et batteri, ved at holde på den ene ende (kontakt) og røre ved tungen med den anden, så kan man smage det som saltagtigt, hvis der er spænding (batteriet skal være et 1,5 V - pænt, rent og ikke med nogle revner eller kemikalier fra indmaden udenpå).

Når spændingen kommer op på ca. 30 V, begynder det at blive ubehageligt, og kan give lette forbrændinger. 230 V vekselstrøm imellem hænderne, eller imellem en hånd og en fod, kan være dræbende, og giver i alle tilfælde ofte forbrændinger på berøringsstedet.

HPFI relæ

Sikkerhed med HFI eller HPFI relæ 

Man bør derfor ikke arbejde med husinstallationer med strøm på, og aldrig, hvis man ikke kender de sikkerhedsbestemmelser der gælder for installationer. Disse bestemmelser er lavet for at beskytte brugerne (ikke alene den der selv fusker, men også de der bagefter skal bruge den dårlige installation).

For at give en vis grad af sikkerhed i hjemmet, skal man have et HFI eller HPFI relæ ved sikringerne. Hvis man kommer til at røre ved en ledning, der er forbundet til 230 V, og selv har jordforbindelse, afbryder et HPFI relæ strømmen, når den når 0,03 A indenfor 0,3 sek. Det skal nok noteres, at selv 0,01 A er et yderst ubehagelig stød (smerte), 20-30 mA udløser muskelkrampe, så man ikke kan slippe det (ledningen), man har fat i, og det slår måske ikke HPFI relæet fra. 30-40 mA igennem hjertet forårsager flimmer eller hjertestop.

Lynnedslag

Højere strømme kan medføre omfattende forbrændinger

Med HPFI relæet opnås, at man kan få et lille chok, og blive forskrækket. Man kan få mindre forbrændinger, men det vil normalt være uden langtidsvirkninger. Står man isoleret, f.eks. på et tørt trægulv, og kommer til at røre ved begge ledninger til et apparat, slår HPFI relæet ikke fra, og man kan få forbrændinger, eller ligefrem dø af strømstødet.

Man kan altså godt få stød, selv om man står fuldstændigt isoleret fra jord, hvis man har forbindelse til en kreds to steder - dvs. indgår i kredsen.

Ved meget høje spændinger, hjælper det ikke at stå isoleret. Der kan slå gnister over til jord, selv over nogenlunde lange afstande, afhængigt af spændingen. Typisk vil et lyn f.eks. være rimeligt upåvirket af, om man står på en tyk en glasplade, eller direkte på jorden. Er man et af de høje punkter på jordoverfladen, er der en risiko for at man bliver en del af kredsen, hvis lynet slår ned. Lyn er ofte dødelige, og giver i alle tilfælde næsten altid alvorlige forbrændinger og andre skader.

Der er ca. 150 ulykker med spændinger under 500 V om året her i landet, heraf 2-4 med dødelig udgang.

Med venlig hilsen
Malte Olsen