Kfz-Batterie

Hallo,
ich bin dabei, eine Endstufe in mein Auto einzubauen. Nun frage ich mich, wie gefährlich eine Autobatterie für den Mensch sein kann. Das ein Gerät
beschädigt werden kann z.b. durch zu hohe Spannungsspitzen oder verkehrte Polung ist mir noch aus Physik klar. Unter welchen Umständen kann eine 12-V-Gleichstrom-Auto-Batterie für den Mensch tödlich sein? Die Spannung ist niedrig, jedoch kommt es doch irgendwie auf den Strom an, der dann fließt? Als das Stromkabel von Batterie zu Endstufe neulich zu locker saß, wollte ich es mit einem Schraubenzieher festziehen. Dies sprühte dann jedoch enorm viele Funken. Woher kommt das? Ist das Gehäuse der Endstufe mitgeerdet, und ich habe beim Schrauben zusätzlich das Gehäuse berührt? Dann wäre das ja ein Kurzschluß, aber der Batterie macht das wohl nix?
Macht es eigentlich einen Unterschied, ob der Motor läuft? Also wäre es gefährlicher eine Autobatterie zu berühren, während der Motor läuft? Warum?
Vielen Dank für eine mal grundlegende Erleuchtung auf dem Gebiet!
Nico
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Nicolas Tade wrote:

"Menschen"
Wenn er einen Kurzschluß verursacht, der einen Brand erzeugt, und sich dabei über diesen beugt oder die Verbrennungsgase einatmet ...

Der Strom ergibt sich lt. Herrn Ohm aus Spannung geteilt durch Widerstand. Und der Widerstand bei Berührung mit trockener Haut ist hoch genug, um nichts Gefährliches fließen zu lassen. Welche Quelle dahintersteht, ob acht Microzellen oder ein 250-MW-Kraftwerk, ist bei gleicher Spannung zunächst mal vollkommen togal.
Freilich würde ich die 12 Volt nicht unbedingt direkt über Elektroden an den Herzmuskel legen, aber das hattest Du wohl nicht vor.

Hast Du mit dem Schraubenzieher auch noch Masse berührt? Dann fließen /ziemlich/ hohe Ströme. Wieder Ohm: 12 Volt geteilt durch die Summe aus Akku-Innen- und Leitungswiderstand (also fast gar nix) ergibt etwas nicht gerade Kleines.

mit Sicherheit ja, schon über die Befestigungsschrauben.

Der Batterie nicht, die ist für einige hundert Ampere Belastung ausgelegt (die der Anlasser bei -20°C auch durchaus zieht), aber der Schraubenzieher könnte das ziemlich erwärmend finden.

Es können im Extremfall kurze Spannungsspitzen um 100 Volt entstehen, wie man liest. Allerdings wirkt die Batterie puffernd, indem sie diese Spitzen mit ihrem niedrigen Innenwiderstand kurzschließt. Ich hätte kein Problem damit, bei laufendem Motor die Batteriespannung mit meinem Körper zu überbrücken.
Definitiv gefährlich ist es allerdings, den Generator (vulgo "Lichtmaschine") /ohne/ angeschlossene Batterie laufen zu lassen, da er ohne Last brutale Spannungsspitzen erzeugt.
vG
--
~~~~~~ Volker Gringmuth ~~~~~~~~~~~ http://einklich.net/ ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Hoffnung bedeutet, überzeugt zu sein, daß es niemals zu spät ist.
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Volker Gringmuth schrieb:

Hallo,
auch wenn sie nicht direkt am Herzmuskel anliegen knnen 12 V schon gefhrlich werden wenn sie direkt ber dem Herzen von Brustwand zu Rcken anliegen. Aber von Hand zu Hand oder Hand zu Fu kann man 12 V noch als ungefhrlich bezeichnen, auch bei gutem, grossflchigen Kontakt besteht da noch ein guter Sicherheitsspielraum.
Bye
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Was genau passiert eigentlich an der Batterie, wenn der Motor läuft? Sie wird durch Lichtmaschine geladen, und gibt Strom ans Radio und Licht? Wodurch entstehen Spannungsspitzen da? Die Batterie schließt die Spitzen per Innenwiderstand kurz? Wie geht das denn? :-) Sorry, hab keine Ahnung. Aber freue mich über jede Erleuchtung!
Danke, Nico
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Nicolas Tade spoke thusly:

Ja.
Nein, die werden normalerweise auch durch die Lichtmaschine versorgt. Wäre es anders, würde die Ladekontrollleuchte (vulgo "Batterieleuchte") im Armaturenbrett leuchten.

Hauptsächlich durch das Abaschalten von Induktivitäten (=Spulen) wie Relais' oder Motoren. Google 'mal nach "Selbstinduktion".

Eine Batterie kann man (wie jede andere *reale* Spannungsquelle auch) wie folgt modellieren: Eine *ideale* Spannungsquelle mit Innenwiderstand 0 und dazu ein Widerstand (der "Innenwiderstand") in Reihe. Bei einer Autobatterie ist dieser Innenwiderstand sehr, sehr klein. (Sonst wären nicht die +500A Anlasserstrom möglich.) Betrachtet man nun die Quelle des Störimpulses ebenfalls als reale Spannungsquelle und schließt daran die Autobatterie als "Verbraucher" an, ergibt sich folgende Situation: vom Störimpuls wird die Spannung der Batterie (also ca. 12V) quasi "abgezogen", der Rest wird vom erwähnten geringen Innenwiderstand de facto kurzgeschlossen. Und über einem idealen Kurzschluß fällt nach U=R*I keine Spannung ab.
In der Realität darf man es sich aber nicht ganz so einfach machen: Die Kabel haben allesamt auch einen Widerstand, der zu Spannungsabfällen führt, was wiederrum unschöne Effekte zur Folge haben kann. Außerdem sind solche Störimpulse üblicherweise sehr kurz und steilflankig, wodurch man sie u.U. nicht mehr so "stationär" wie oben betrachten kann.
Fazit: Ein KfZ-Bordnetz ist so ziemlich das schlimmste, was man Elektronik und anderen elektrisch empfindlichen Dingen im Kleinspannungsbereich so antun kann. Man sollte sie daher gut schützen.

Ich merk's. ;-)

HTH,
Sebastian
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Sebastian Suchanek wrote:

Hmm, die Selbstinduktion versucht lediglich, den eingeprägten Strom beizubehalten. Dass dabei Lastseitig die Spannung ansteigt, ist einsehbar, dass aber Quellenseitig ein Spannungsanstieg erfolgen soll, nicht.
--
mfg Rolf Bombach


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begin quoting, Nicolas Tade schrieb:

Stell es Dir als Wassermodell vor: Die Batterie ist ein Eimer, in den die Lichtmaschine Wasser hineinpumpt und dabei einen gewissen Wasserstand (Spannung) einzuhalten trachtet - sobald der "Stand" erreicht ist, drosselt sich die "Wasserzufuhr" automatisch, im Extremfall auf Null, ab.
Gleichzeitig läuft aus dem Eimer aber ständig Wasser heraus (Strom in die Verbraucher), wodurch der Stand absinkt. Im Gleichgewicht ändert sich netto an der Batterie gar nichts, es fließt Strom weder hinein noch hinaus, vielmehr liefert die Lichtmaschine genauso viel Strom, wie die Verbraucher abziehen - das ist der Normalzustand einer Autobatterie im Fahrbetrieb.
Lediglich im Leerlauf an der Ampel kann der Ladestrom der Lichtmaschine schon einmal zu klein sein, um den Verbrauch zu decken, das wird dann bei der Weiterfahrt nachgeladen. Und ja, beim Anlassen wird die Batterie heftigst durch riesige Belastungsströme (einige hundert Ampère) beansprucht. Und genau dafür wird sie auch dimensioniert, das muß sie im tiefsten Winter im saukalten Zustand auch noch schaffen.

Wieder im Wassermodell: die Lichtmaschine liefert den Strom nicht gleichmäßig, sondern pulsierend, in kurzen, heftigen Spritzern. Ohne Batterie (verschlossenes Auslaufrohr) würden diese "Pumpenstöße" jeweils zu Druck- bzw. Spannungsspitzen führen - bei dem großen Eimer ändern sie am Wasserstand relativ wenig, die Verbraucher "sehen" dieses Pulsieren gar nicht.

Es gibt Bücher ...
Gruß aus Bremen Ralf
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Nicolas Tade wrote:

So ungefähr. Der Generator erzeugt eine Spannung, die an und pfirsich /über/ der Batteriespannung liegt. Ist die Batterie angeschlossen, bricht die Generatorspannung (und damit die Spannung des gesamten Bordnetzes) aber sofort auf die Batteriespannung zusammen, da die niederohmige Batterie (Innenwiderstand wenige Milliohm) für den Generator einen Kurzschluß darstellt. Als Gegenleistung treibt der Generator Strom durch die Batterie und lädt sie damit. Zusammen halten sie die Bordspannung auf 14,nochwas Volt (bei randvoller Batterie).

Vor allem durch alle möglichen Verbraucher, insbesondere spulenbewehrte wie Motoren (Scheibenwischer und so), die ein- und ausgeschaltet werden, aber AFAIK ist die Spannung, die der Generator im Leerlauf (also ohne irnkwo angeklemmt zu sein) abgibt, auch nicht besonders koscher.

Ihr Innenwiderstand ist sehr klein. Gäbe sie nicht selbst eine Spannung ab, bräche die Bordspannung angesichts eines so niedrigen Lastwiderstandes auf 0 V zusammen. Jede Spannung, die weit über der Batteriespannung liegt, wird von der niederohmigen Batterie sozusagen sofort "aufgefressen".
Falls Dir "Innenwiderstand" im Zusammenhang mit Spannungsquellen noch überhaupt kein Begriff ist, empfehle ich ein gutes Grundlagenwerk der E-Technik.
Das alles ist hier ziemlich vereinfacht, die Verhältnisse in Kfz-Bordnetzen sind einigermaßen komplex, wenn man ins Detail geht. Aber davon hab ich auch nicht mehr wirklich Ahnung.
vG
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"...kann man ein PopUp öffnen, welches nicht die drei Symbole rechts oben in der
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Nicolas Tade wrote:

Tödlich düfte relativ unwahrscheinlich sein. Aber es kann zu schwersten Verbrennungen kommen wenn der Kurzschlussstrom durch irgendwelche leitenden Teile am Körper fliesst. Deshalb sollte man vor dem Handieren zumindest alle metallischen Teile wie Ringe und Uhren ablegen.
Gruß, Emil
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Nicolas Tade schrieb:

Es sollte tunlichst vermieden werden, die Säure zu trinken. Also Ersatzsäure auch nicht in "Trinkbehältern" aufbewahren. Aus sowas zu trinken ist besonders bei Kindern und Besoffenen beliebt. Es sollte vermieden werden, mit brennenden Zigaretten, Brennern vor geöffneten Stopfen zu hantieren. Batterie könnte explodieren. Immer wieder beliebt ist es, mit Werkzeugen einen saftigen Kurzschluß hervorzurufen. Macht sich besonders bei grad voll geladenen Batterien gut.
--
gruss horst-dieter


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Ich denke da gerade an eine neue Motorradbatterie, die ich vor dem Einbau nachladen wollte. Den Stöpsel auf der Entlüftung hatte ich zuerst übersehen und dann gerade noch abziehen können bevor die Batterie geplatzt ist. Die Wölbung im Kunststoffgehäuse war schon etwas beunruhigend...

Besonders wenn man zuerst die Klemme am Pluspol abschrauben will. Da stehen die Chancen für einen Schluss gegen Masse ziemlich gut.
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Aha, das heisst also, wenn ich was schrauben will, nehme ich zuerst die Masseverbindung zur Karosserie weg, und dann Plus? Oder Plus dann einfach lassen?
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Nicolas Tade spoke thusly:

Wenn die Masse erstmal abgeklemmt ist (und die Masseleitung so fixiert wurde, daß sie *sicher* nicht wieder auf den Batteriepol rutschen kann!), kann man Plus auch 'dranlassen.
Tschüs,
Sebastian
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begin quoting, Nicolas Tade schrieb:

Ja.
Wenn Du die Batterie nicht ausbauen willst, kannst Du "Plus" auch dranlassen.
Um die Gefahren von Strom sinnlich abzuschätzen, mach den "Lecktest": fang mit einfachen Trockenbatterien (Monozellen oder so) an. Nimm eine Zelle, halte Drahtstückchen an die Pole und berühre mit beiden Drähten gleichzeitig Deine Zunge - kribbelt ein bißchen. Dasselbe mit zwei hintereinandergeschalteten Zellen (doppelte Spannung, etwa 3 Volt): schon heftiger.
Wenn Du Dich traust, leck an den Polen einer kleinen 9-V-Blockbatterie: schon richtig unangenehm bis schmerzhaft. Und die 12-14 V einer Autobatterie sind auch nicht deutlich heftiger.
Wenn Du ein geeignetes Meßgerät hast, miß dabei den Strom durch Deine Zunge: winzig, wahrscheinlich kleiner als 1 mA. So, die Zunge ist nun ein gut enerviertes, hochempfindliches Organ, zudem feucht und hat daher einen relativ niedrigen Widerstand (kannst Du mit einem Ohmmeter - Achtung, bloß keines von den alten Röhrenvoltmetern nehmen! - auch messen).
Die Widerstände über die Haut und die Extremitäten kann man so auch gefahrlos messen - mach einfach mal. Und damit kannst Du dann mal die Ströme und die Gefährdungen bei verschiedenen Spannungen ausrechnen und abschätzen. Ströme von ca. 10mA an aufwärts tun schon ordentlich weh, bei 50 bis 100mA Wechselstrom durch den Herzbereich besteht schon die Gefahr eines Herzstillstandes, und bei höheren Stromstärken, auch wenn der Strom nicht durch das Herz fließt, verkrampfen sich sehr schmerzhaft die Muskeln, und man kann beispielsweise einen spannungsführenden Leiter, den man versehentlich angefaßt hat, nicht mehr loslassen, die Hand gehorcht einfach nicht mehr.
Die andere, harmlosere Art des Elektrounfalls besteht darin, daß durch das strombedingte Muskelzucken der Körper bei einer Durchströmung heftig von der Spannungsquelle weggeschleudert wird - sowohl durch die Muskelreaktion kann man sich Frakturen zuziehen als auch durch den dadurch ausgelösten Sturz Verletzungen, aber es geht im übrigen oft glimpflich ab. Bei Berührungen höherer Spannungen sollte aber trotzdem sicherheitshalber der Arzt aufgesucht werden.
Gruß aus Bremen Ralf
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Nicolas Tade wrote:

Genau.
Kommt drauf an. Wenn Du einfach nur an der Elektrik schrauben willst: nur das Masseband an der Batterie abklemmen und so im Motorraum unterbringen, daß es nicht von selbst wieder drankommt (leichte Berührung reicht für einen schraubendreherkillenden Kurzschluß).
Plus kann dranbleiben. Da eine Spannung immer /zwischen/ zwei Punkten besteht und der zweite dann (fast) nicht mehr da ist, kannst Du nirgends mehr 12 Volt messen (außer zwischen den Batteriepolen direkt, versteht sich).
Wenn Du die Batterie aber nicht nur abklemmen, sondern auch ausbauen willst, solltest Du die Plusklemme anschließend ebenfalls lösen :)
In jedem Fall kommt Minus zuerst ab und zuletzt wieder dran. Denn solange die Masseklemme ab ist, kannst Du (sofern der Generator nicht läuft - und der hat nicht zu laufen, wenn die Batterie abgeklemmt ist) mit dem Schraubendreher nach Belieben Klemme 30 (Dauerplus) und Fahrzeugmasse kurzschließen.
vG
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Nur wer erwachsen wird und ein Kind bleibt, ist ein Mensch.
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Hallo Nico,
die VDE Vorschriften sagen aus, daß Wechselspannungen Über 50 V und Gleichspannungen über 120 V lebensgefährlich sind. Als Körperwiderstand wird dort der schon ziemlich niedrig angesetzte Wert von 1000 Ohm zugrunde gelegt. Bei 12 V fließen also keine gefährlichen Körperströme. Bei Kurzschlüssen kann aber eine Autobatterie große Ströme abgeben: extreme Brandgefahr. Eine Autobatterie im Kurzschluß wird rasch heiß: Gefahr durch austretende oder ausspritzende Säure!
Grüße
Jürgen

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Hallo, Jürgen,
Du (juergen.spelter) meintest am 10.05.05:

Und es gibt viele Untersuchungen, die zeigen, dass dieser Widerstand in vielen Fällen satt unterschritten wird. Simpelstes Beispiel: Baby oder Kleinkind, das leicht verschwitzt ist. Da ist der Hautwiderstand klitzeklein, und die Strombahnen sind sehr kurz. Weiteres Beispiel: Monteur auf der Arbeitsbühne unterm Hallendach, im Sommer. Weil es heiss ist, arbeitet er mit nacktem Oberkörper. Und weil die Leuchte etwas weiter weg ist, lehnt er sich mit selbigem Oberkörper gegen die metallische und geerdete Brüstung der Arbeitsbühne.
In OP-Räumen sind (etwas vereinfacht) nur 24 V erlaubt.
Viele Grüße! Helmut
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Danke, dass ist mal eine gute quantitative Aussage. Aber nach I = U / R hieße das, dass bereits 50V/1000Ohm = 50mA bei Wechselspannung und 120mA bei Gleichspannung lebensgefährlich sind. Ist das richtig? Der Wert erscheint mir doch sehr niedrig irgendwie..
Nico
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Sagen wir mal eher hoch... ab 20 mA kanns schon kritisch werden, Ein FI ab 30 mA gilt aber in der Regel noch als Ungefährlich, gibt aber keine absolute Sicherheit. Das ganze hängt eben vom Strompfad, der Einwirkdauer und dem Zeitpunkt relativ zur T-Welle im EKG ab.
Marte
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Nicolas Tade schrieb:

Hallo,
was ist so niedrig an den 50 mA? Der Strom mu im Krper nichts zerstren oder berhitzen, es reicht wenn er das Herz zum Kammerflimmern bringt, das flimmernde Herz bringt keine Pumpleistung mehr und schon kann die Katastrophe perfekt sein.
brigens gelten die obigen 50 V nicht immer:
" Schutzklasse III: folgende maximale Grenzen sind zulssig: 120 Volt bei Gleichspannung, 50 Volt bei Wechselspannung, 24 Volt (Gleich- und Wechselstrom) bei elektrischem Spielzeug, 12 Volt fr Gerte, die in der Badewanne oder der Dusche benutzt werden und 6 Volt fr medizinische Gerte und Sonden im Krperinneren, siehe Schutzklassen. "
Bye
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