Ich wollte die Gefährlichkeit einer Influenzmaschine errechnen, dabei
stieß ich auf folgende Paradoxie:
1. Zeit der Entladung und Energie spielen eine Rolle bei der
Gefährlichkeit eines Kondensators bei der Entladung => Leistung als
Kriterium;
2. Gefährlich wird es ab ca. 10 Watt absorbierter elektrischer Leistung;
3. Die Energie des geladenen Kondensators berechnet sich:
E=0,5 * U^2 * C;
4. Die Entladezeit t berechnet sich aus 5 * Tau also
t= 5 * R(Sei Körperwiderstand)*C;
5. P= E/t also (0,5*U^2*C)/(5*R*C)= (0,1*U^2)/R
=> Die Leistung bzw. Gefährlichkeit, die beim Entladen von einem
Kondensator an den Körper abgegeben wird ist folglich unabhängig von
seiner Kapazität C, allerdings macht es doch einen sehr großen
Gefährlichkeitsunterschied, ob ich an einen auf 500V aufgeladenen
Kondensator fasse, der 1 Farad oder nur 0,1nF hat. 1Farad wäre ziemlich
sicher sehr gefährlich.... allerdings wäre die Leistungsabsorption durch
den Körper laut obiger Berechnung bei beiden Kondensatoren gleich, die
Gefährlichkeit auch, die es defakto aber nicht ist....
Bin um jede konstruktive Anregung dankbar ;)
alf schrieb:> wollte die Gefährlichkeit einer Influenzmaschine errechnen
In welchen Einheiten? LD50?
alf schrieb:> Gefährlich wird es ab ca. 10 Watt absorbierter elektrischer Leistung;
Wo hast du das her?
alf schrieb:> allerdings macht es doch einen sehr großen> Gefährlichkeitsunterschied, ob ich an einen auf 500V aufgeladenen> Kondensator fasse, der 1 Farad oder nur 0,1nF hat.
Ist das wirklich so? Prinzipiell ist die Kapazität ja erstmal nur ein
Maß für die maximale Energie die der Kondesator fassen kann. Dass heißt
ja nicht, dass er auch automatisch bis zum Anschlag geladen ist.. Bin
aber hardwaretechnisch eher unwissend, deswegen kann das auch falsch
sein! ;-)
Gruß
Dennis
Edit: Nach näherem Überlegen: ist doch egal wie groß der Kondensator
ist... ungeladen können die einem doch gar nichts. :-D
10 Watt: ab 100 V und einem Körperwiderstand von 1000 wirds kritisch =>
0,1 A => 100V * 0,1 A = 10 Watt (ca. angabe.... ändert allerdings nichts
an 3.,4. und 5.
Da es sich bei einem geladenen Kondensator um eine
Gleichspannungsquelle handelt, wird es maximal zum
"Beissen" bei Berührung führen, eventuell punktuelle
Verbrennungen auf den Fingern im 1mm2 Bereich.
Ein Herzstillstand so wie bei Wechselstrom ist
sehr unwahrscheinlich...
Gruß
Mani
Hallo,
der Schaden ist auch abhängig von der Einwirkdauer. Bei einem kleinen C
ist die Einwirkdauer auch kleiner. Darum ist ein größerer Kondensator
gefährlicher.
MfG
egonotto
Wo habt ihr diesen teilweise heftigen Unsinn her?
Hauptkriterium bei Kondensatorentladung ist die im Kondensator
gespeicherte Energie. ( W = 1/2 CU² )
Das zweite ist natürlich die Spannung. Bei großen Cs reicht dann auch
der für DC als Grenze angegebene Wert.
0,5J gilt als gefährliche Grenze.
Weidezaungeräte gehen bis 5J, wer so etwas abbekommen hat, bleibt den
Zäunen fern.
Hunderte von Volt zusammen mit µF sind dann schon gefährlich. Nicht
umsonst sind Entladewiderstände bei Kompensationskondensatoren in
Leuchtstoffleuchten vorgeschrieben, die die Kondensatoren mit 6..8µF und
ca. 500V innerhalb von Minutenfrist entladen.
Bei Defibrillatoren setzt man Energie von einigen 100J ein. (siehe
Wikipedia ). Das ist der Bereich, wo die Einzelimpulse direkt auf das
Herz Wirkung haben.
Die Entladung läuft innerhalb ms bis µs ab. Die Leistungen gehen dabei
in die kW, da die Energie in kürzester Zeit abgegeben wird.
Dabei sind die möglichen Folgen:
-unwillkürliche Muskelkontraktionen, die zu Sachschäden führen können (
Schaltung fliegt durch die Gegend).
-Muskelrisse
-Stürze mit dazu gehörigen Folgeschäden
-Brandwunde an Eintrittstelle des Lichtbogens
-Nervenschädigungen, wenn Stromweg über Nerven führt
-Herzstörungen bis zu Herzkammerflimmern oder Stillstand
-Kreislaufversagen (Schockzustand)
-Vergiftungserscheinungen durch zerstörtes Zellgewebe
Es kann vom harmlosen Berühren des Steckers eines abgeschalteten Geräts
ablaufen, dessen Entstörkondensator(en) noch Restladung enthalten oder
dem Bitzeln bei elektrostatischer Aufladung.
Bis zum Blitzschlag: Wer schon einmal gesehen hat, wie bei Bäumen durch
Blitzeinschlag das Holz aufgesprengt wurde, kann sich entsprechendes
vorstellen für den Fall dass ein Mensch getroffen wird.
Mir ist klar, dass ein mit 0,5 J geladener K. gefährlich ist. Allerdings
frage ich mich warum?
Nehme ich nämlich einen Kondensator mit 1 Farad und lade ihn an 12V auf
erhalte ich nach Formel E=0,5*U^2*C=0,5*12^2*1= 72J.
Allerdings ist dieser Kondensator für mich ungefährlich...
Energie kann also nicht das alleinige Kriterium sein....
Schau mal in deine hausverkabelung da gibt es nen fi der schützt dich
vor einem gewissen Strom Fluss durch dein Herz das ist das eigentliche
Problem.
Ab mehr als 10mA direkt s durch dein Herz ♥ wird es problematisch daher
auch die Regeln 60V gleichspannung maximal erlaubt bei direkter
Berührung.
alf schrieb:> 1. Zeit der Entladung und Energie spielen eine Rolle bei der> Gefährlichkeit eines Kondensators bei der Entladung => Leistung als> Kriterium;
Ja so ist das. Deswegen auch die vielen tragischen Unfälle mit Teppichen
und Gummisolen an den Schuhen. Bei einer unweigerlich folgenden
Entladung wird hohe Spannung und Strom umgesetzt, deswegen sterben die
armen Menschen auf der Stelle. Auch deswegen findet man in mindestens
jedem 5. Fahrstuhl eine Leiche.
Finde den Fehler.
Menschliche Körper nimmt nen Strom ab 0,5mA wahr. Bei Gleichstrom ab 2A.
Gemessen linke Hand hertz beide Füsse.
Dann gibt es die loslasschewelle schwelle.
Ist Zeit abhängig liegt so bei 20mA (10s)bis 500mA(20ms)Wechselstrom,
und 30mA bei Gleichstrome.
Dann gibt es noch die hertzflimmerkiste.
Bei Gleichstrom packst du an und last daskabelnicht mehr los bis du tod
bist.
Bei Wechselstrom zuckt dein Körper unkontrolliert.
30mA(10s) 100mA(0,5s) maximal 500mA (10ms) bei wechselstrom und 120mA
(5s)500mA(10ms) bei gleichstrom .
Dazu kommt das sich dein Körper widerstand verändert mit angelegten
Spannung und Frequenz
Etwa 3,2kohm bei25v
2,6kohm bei 50v
1,3kohm bei 230v
Mani W. schrieb:> Ein Herzstillstand so wie bei Wechselstrom ist> sehr unwahrscheinlich...
Vorsicht mit solchen Aussagen.
Ein Defibrillator arbeitet auch mit DC.
alf schrieb:> Energie kann also nicht das alleinige Kriterium sein....
Nein, Stromfluss und Zeit ist das Kriterium und der Körperwiderstand ist
Teil der Gleichung.
Zulässige Berührungsspannungen sind erschöpfend in den Normen behandelt.
Abstrakte 'Gefährlichkeitsbetrachtungen' ohne nennenswerten technischen
Background und irgendwelche belastbaren Daten sind Geschwurbel und das
gehört nicht hierher.
@MODs
ist das hier Kunst, oder kann das weg? (nach Offtopic)
mahwe schrieb:> Bei Gleichstrom ab 2A.
Tod durch Blutvergiftung (Elektrolyse)
j
Michael Knoelke schrieb:> Mani W. schrieb:>> Ein Herzstillstand so wie bei Wechselstrom ist>> sehr unwahrscheinlich...>> Vorsicht mit solchen Aussagen.> Ein Defibrillator arbeitet auch mit DC.>> alf schrieb:>> Energie kann also nicht das alleinige Kriterium sein....> Nein, Stromfluss und Zeit ist das Kriterium und der Körperwiderstand ist> Teil der Gleichung.>> Zulässige Berührungsspannungen sind erschöpfend in den Normen behandelt.> Abstrakte 'Gefährlichkeitsbetrachtungen' ohne nennenswerten technischen> Background und irgendwelche belastbaren Daten sind Geschwurbel und das> gehört nicht hierher.>> @MODs> ist das hier Kunst, oder kann das weg? (nach Offtopic)>> mahwe schrieb:>> Bei Gleichstrom ab 2A.> Tod durch Blutvergiftung (Elektrolyse)
jo
hast recht handy hatte m verschluckt ;-)
sollte wohl 2 mA sein.
Peter R. schrieb:> Dabei sind die möglichen Folgen:> -unwillkürliche Muskelkontraktionen, die zu Sachschäden führen können (> Schaltung fliegt durch die Gegend).> -Muskelrisse> -Stürze mit dazu gehörigen Folgeschäden> -Brandwunde an Eintrittstelle des Lichtbogens> -Nervenschädigungen, wenn Stromweg über Nerven führt> -Herzstörungen bis zu Herzkammerflimmern oder Stillstand> -Kreislaufversagen (Schockzustand)> -Vergiftungserscheinungen durch zerstörtes Zellgewebe
Ich stimme Dir bezüglich Deiner Erläuterungen vollumfänglich zu, wobei
jedoch noch mindestens eine weitere Folge hinzukommt:
- Auslösung von Blutgerinnungsvorgängen, die zu Thrombosen und Embolien
führen können
Da es sich bei der Blutgerinnung um einen physilogischen Vorgang
handelt, sollte man ihn durchaus von zerstörtem Zellgewebe
unterscheiden. Durchblutungsstörungen durch eine, ggf. zeitlich deutlich
verzögerte, Ablagerung von Thromben sind auch etwas anderes als ein
Kreislaufversagen infolge eines Schocks.
Einen Muskelfaserriss infolge elektrischen Schlages hatte ich als
Jugendlicher schon experimentell nachgewiesen, in einem separaten
Experiment ebenso lokale Verbrennungen an den Berührungspunkten zwischen
den spannungsführenden Kontakten der Primärseite eines Trafos und meines
Oberschenkels. Das zweite Experiment ist aber erstaunlicherweise ohne
Muskelverletzung abgelaufen.
alf schrieb:> Mir ist klar, dass ein mit 0,5 J geladener K. gefährlich ist.
Nein, anscheinend nicht.
> Allerdings frage ich mich warum?
Weil es so allgemein nicht stimmt. Entscheidend für die Gefährlichkeit
[1] sind der (durch den Körper[1]) fließende Strom und die Zeitdauer für
die der Strom fließt. Der Strom selber ist über den Körperwiderstand
aber wieder abhängig von der Spannung.
Das Thema wurde kürzlich erst in epischer Breite durchdiskutiert.
Einschließlich Verweis auf die einschlägigen Vorschriften und mit
Diagrammen zu Strom und Einwirkzeit (wenn auch mit Fokus auf 230V/50Hz
Installationen)
Guckstu: Beitrag "Leidener Flaschen"
[1] diese Einschätzung bezieht sich allein auf das Szenario "Person
berührt beide Pole einer Spannungsquelle und es fließt dadurch ein Strom
durch den Körper dieser Person". Es gibt durchaus auch andere Szenarien,
wo die Gefährlichkeit nicht vom Körperstrom kommt. Klassisches Beispiel:
Schraubenschlüssel fällt auf die Autobatterie und verbindet beide Pole.
Ein glühender Schraubenschlüssel und ein eventuell platzender und heiße
Säure in der Gegend verspritzender Akku sind auch gefährlich.
In dem Beitrag "Leidener Flaschen" habe ich
auch das Diagramm zu DC Strömen eingestellt.
Der allgemeine Grenzwert für zulässige Energie beträgt 350mJ
(Impuls/Kondensatorentladung), die Quellen dazu stehen auch dort.
Komitees für C-Normen können natürlich auch höhere Werte beschließen.
Die Kapazität des HS-Teils der Maschine kannst Du messen, welche
maximale Hochspannung erzeugt wird ebenso, die Formel wurde ja von Dir
schon genannt (3.). Die Entladedauer (us Bereich) braucht Dich bzgl.
Gefährlichkeit bei der Impulsentladung nicht interessieren.
Wie kommt es eigentlich, dass das Forum regelmäßig zum Irrenhaus
verkommt, wenn es aufs Thema "Gefährlichkeit von Strom" kommt?
Highlights:
"10 Watt: ab 100 V und einem Körperwiderstand von 1000 wirds kritisch"
"der Schaden ist auch abhängig von der Einwirkdauer. Bei einem kleinen C
ist die Einwirkdauer auch kleiner."
"Da es sich bei einem geladenen Kondensator um eine
Gleichspannungsquelle handelt, wird es maximal zum "Beissen" bei
Berührung führen"
"Bei Gleichstrom ab 2A." ... "hast recht handy hatte m verschluckt ;-)
sollte wohl 2 mA sein."
NUR EIN EINZIGER, der keinen solchen gequirlten Quark hinrotzt und mit
dem Begriff Joules etwas anfangen kann:
Beitrag "Re: Gefährlichkeit eines geladenen Kondensators aus physikalischer Sicht"
Peter R. (pnu)
Danke, Peter!
Völlig flasch!
Die Gefährlichkeit des Kondensators ergibt sich aus folgender Formel:
Gfc = G x h x m / dges x Fsh
dges = dh x sh + dsd x ssd
G: Gravitationskonstante
h: Fallhöhe des Kondensators
m: Masse des Kondensators
dges: Dämpfungsfaktor gesamt
dh: Dicke des Helms
sh: Stabilität des Helms
dsd: Dicke der Schädeldecke am Ort des Einschlags
ssd: Stabilität der Schädeldecke am Ort des Einschlags
Fsh: Schit-Happens-Faktor, der die Wahrscheinlichkeit angibt, dass der
Kondensator tatsächlich trifft.
Die Lösung der Gleichung lautet natürlich 42.
Für die Gefährlichkeit gibt es nach der Spannung 3 Bereiche:
Für kleine Spannungen bis etwa 50 V ist der Kondensator ähnlich einer DC
Quelle relativ ungefährlich, weil der Strom über den Körperwiderstand
begrenzt wird. Erst bei sehr großer Kapazität ergibt sich dann eine
Gefahr durch den Lichtbogen bei einem Kurzschluss.
Im mittleren Spannungsbereich ist der Strom durch den Körper gefährlich
und als Maß dient die Energie - zumindest für die Vorschriften. Da sind
halt 0,5 J die offizielle Grenze. Wie die tatsächliche Gefährdung
abhängig von Spannung und Kapazität ist, ist noch etwas anderes.
Bei sehr hohen Spannungen ist dann die Ladung begrenzt, und ein großer
Teil der Energie wirkt eher nicht im Körper sondern als Lichtbogen in
der Luft. Da dürfte dann die Energie ggf. wieder eher höher werden. Ich
wüsste aber nicht das sich dies auch in den Regelungen wieder findet.
Witzig, das alles!
Joe F. schrieb:> Wie kommt es eigentlich, dass das Forum regelmäßig zum Irrenhaus> verkommt, wenn es aufs Thema "Gefährlichkeit von Strom" kommt?>
Es geht ja schon mit der Fragestellung los:
alf schrieb:> Ich wollte die Gefährlichkeit einer Influenzmaschine errechnen, ...
"Gefährlichkeit", "errechnen".
Das impliziert die Existenz einer Physikalischen Größe "Gefährlichkeit".
Auf deren Definition wäre ich gespannt, ebenso auf deren Maßeinheit.
Richtig klasse finde ich diesen Beitrag hier:
Senariovermisser schrieb:> Völlig flasch!>> Die Gefährlichkeit des Kondensators ergibt sich aus folgender Formel:>> Gfc = G x h x m / dges x Fsh
Der darin enthaltene Hinweis, dass man anzugeben hätte, in Bezug worauf
die "Gefährlichkeit" "berechnet" werden soll, ist völlig richtig!
:D
mse2 schrieb:> Das impliziert die Existenz einer Physikalischen Größe "Gefährlichkeit".> Auf deren Definition wäre ich gespannt, ebenso auf deren Maßeinheit.
Durch die Presse werden solche Schwammigkeiten auch noch gefördert.
Da fällt in China tragischerweise ein Schiff um. In den Nachrichten ist
zu hören, dass die Hoffnungen immer geringer werden, noch Lebende zu
finden.
Doch hierzu hätte man ja die Leute fragen müssen, wie der Verlauf ihrer
Hoffnungskurve ist.
Was tatsächlich geringer wird sind die Chancen, noch Lebende zu finden.
Wer bei den Nachrichten genau zuhört, wird auch in den seriösen Medien
oft nur noch Bild-Niveau entdecken.
Irgendwie stehe ich momentan geistig bzgl.
"Gefährlichkeit eines geladenen Kondensators aus physikalischer Sicht"
komplett "auf dem Schlauch".:)
Helft mir doch bitte mal "auf die Sprünge".
Aus meiner Sicht ist (physikalisch) ein Kondensator ein Gebilde, das
Ladung speichern und auch wieder "abgeben" kann.
Was, bittesehr, sollte daran (aus physikalischer Sicht) gefährlich sein
können?
Außer, daß der Kondensator evtl. unsachgemäß, z.B. durch einen
(direkten) Kurzschluß, entladen werden und dadurch evtl. Schaden
erleiden kann.:D
Wenn ich dran denke, wie oft ich während meiner Fernseher-Bastelzeit
ordentlich eine "gewischt" bekommen habe, vermute ich, dass damals im
"Oberstübchen" bei mir die Sicherung zur Versorgung des cerebralen
Dramaturgie-Areals durchgebrannt ist. Ich hab das bisher nicht als
Beeinträchtigung empfunden und so werde ich diese Sicherung auch nicht
durch eine neue ersetzen... ;-)
Mani W. schrieb:> Ein Herzstillstand so wie bei Wechselstrom ist> sehr unwahrscheinlich...
Der sich entladende Widerstand gibt aber keinen Wechselstrom ab. :-)
In der HV-Technik sind ab einer gewissen Energiemenge
Entladewiderstaände Pflicht! Die Werte kenne ich aber nicht auswändig.
M. Fritsch schrieb:> In der HV-Technik sind ab einer gewissen Energiemenge> Entladewiderstaände Pflicht! Die Werte kenne ich aber nicht auswändig.
Es ist eine bestimmte Mindestentladezeit gefordert.
Deswegen wird auch immer bei Reparaturanleitungen von z.B.
Mikrowellengeräten eine Wartefrist von mindestens einer Minute
empfohlen.
Daraus folgt: Die Zeitkonstante RC für die Entladung sollte im Bereich
von 10 bis 20sec liegen.
> Ein Defibrillator arbeitet auch mit DC.
Eigentlich nicht. In dem Moment wo der Puls ausgelöst wird, ändert sich
die Spannung. In der Einschaltflanke "stecken" die Wechselanteile drinn
(die können durchaus recht hochfrequent sein). Nach dem Einschalten wird
die Spannung recht schnell wieder auf 0V gefahren --> man hat quasi eine
AC-Spannung mit einer Periode.
John Drake schrieb:> Leseschwäche? Im Titel steht "Gefährlichkeit eines geladenen> Kondensators" und nicht "Gefährdung eines geladenen Kondensators".
Nein.
Was im Titel steht, hast Du nicht vollständig wiedergegeben.
Es geht um die Gefährlichkeit aus physikalischer Sicht.
Und die vermag ich beim besten Willen nicht zu sehen.
Nicht einmal dann, wenn ein C unsachgemäß (nur durch direkten
Kurzschluß) entladen wird, ist daran irgendetwas gefährlich.
Oder willst Du die physikalische Sicht so weit "uminterpretieren", daß
als "Kurzschluß-Leiter" ein Mensch gemeint ist?
Denn aus dem Titel ist das für mich nicht ohne weiteres entnehmbar.
M. Fritsch schrieb:> In der HV-Technik sind ab einer gewissen Energiemenge> Entladewiderstaände Pflicht! Die Werte kenne ich aber nicht auswändig.
Muß man auch nicht auswendig kennen.
Zumal die Werte im Einzelfall entspr. dimensioniert werden müssen.
http://de.wikipedia.org/wiki/Ableitwiderstand
Weil es im Prinzip dabei (gleichzeitig) um zweierlei geht:
Nämlich (aus dem Hinweis zitiert)
Bleederwiderstände sind so bemessen, dass sie die Funktion der
Kondensatoren nicht beeinträchtigen, jedoch nach Abschaltung des Gerätes
(und möglicherweise dem Öffnen des Gehäuses) deren Entladung innerhalb
von üblicherweise maximal 5 Minuten auf eine Spannung von <50 Volt
gewährleisten.
