Strom spielt im Alltag eine wichtige Rolle. Leider finden die dort verwendeten Geräte und Einrichtungen im Physikunterricht kaum einen Platz. Dies ist besonders schade, da es sicher niemandem schadet, wenn er weiß, was prinzipiell in seinem Sicherungskasten zu Hause alles zu seinem Schutz verbaut ist und was eigentlich alles passieren oder auch nicht passieren kann, wenn man beim Aufhängen von einer Lampe etwas falsch macht. Bei der Planung einer Seminarsitzung für Studierende zu diesem Thema bin ich über das Lerngerät „Gefahren durch elektrischen Strom“ von Phywe gestolpert. Und nachdem ich mich etwas damit beschäftigt habe, komme ich zu dem Schluss, dass es ist hochgeradig für den Unterricht geeignet ist und den Schülern sicher im Gedächtnis bleibt.
Aufbau Lerngerät
Ich habe mit dem Gerät folgendes demonstriert bzw. die Studierenden erfahren lassen:

  • Leitung von Strom durch den Körper, wenn man bestimmt Kabel berührt.
  • Auslösen des FI-Schutzschalter
  • Szenarien, wo der FI-Schutzschalter nicht auslöst
  • Funktion einer Schmelzsicher als Leistungsschutzschalter
  • Brandgefahr bei falscher Sicherung

Die Leitung durch den menschlichen Körper wird dabei mithilfe einer Platte sichtbar gemacht, an die Phase, Nullleiter und Erdung eines Kabels anschlossen sind (siehe Bilder unten). Am Messgerät sieht man, wenn Strom durch den Körper fließt und wie dieser Strom bspw. von der Feuchtigkeit der Finger abhängt. So sind auch mehr quantitative Aussagen und Erkenntnisse möglich. Allerdings nicht ganz so Eindrucksvoll wie die Variante mit dem Lautsprecher.
Wann ein FI-Schutzschalter genau auslöst, wann er nicht auslöst und wann trotz FI-Schutzschalter Strom durch den menschlichen Körper fließen kann, lässt sich mit dem Lerngerät ebenfalls eindrucksvoll zeigen. Die Schaltungen sind übersichtlich, gut nachvollziebar und schnell umzustecken.
Besonders eindrucksvoll finde ich den Versuch zur Verdeutlichung der Funktion und der Notwendigkeit einer Schmelzsicherung. Dazu werden in den Stomkreis zwei unterschiedlich dicke Drähte geschaltet (1x Konstantan mit 0,2 mm Durchmesser, 1x Konstantan mit 0,5 mm Durchmesser).
Legt man nun eine 6,3 A Schmelzsicherung ein so leuchtet zunächst ganz normal das Lämpchen, wie es soll. Simuliert man nun einen Kurzschluss in der Lampe, sieht man am Messgerät, dass der Stromfluss stark steigt und der dünne Konstantandraht beginnt zu glühen. Wenn man möchte kann man hieran auch Papier entzünden und so die Brandgefahr wirklich klar sichtbar machen.