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Physik

Schutzleiter, Schutzklassen und FI-Schutzschalter

Der Schutzleiter, die Schutzklassen und der FI-Schutzschalter schützen Menschen bei Fehlern. Sie wirken auf verschiedene Weise.

  • ca. 11 Minuten
  • Klasse 9
  • Niveau: Standard

Das lernst du heute

  • Ich kann erklären, wie der Schutzleiter bei einem Fehler schützt.
  • Ich kenne die drei Schutzklassen.
  • Ich kann beschreiben, wie ein FI-Schutzschalter arbeitet.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst eine dieser Lektionen: Sicherungen gegen Überlastung und Kurzschluss, Sicher mit Strom und bei Gewitter

Stell dir eine Waschmaschine mit defekter Isolierung vor. Der Außenleiter berührt das Metallgehäuse. Ohne Schutzleiter steht das Gehäuse unter 230 V. Wer es anfasst, bekommt einen Stromschlag. Mit Schutzleiter fließt der Strom über PE ab. Der Strom ist dann sehr groß, und die Sicherung schaltet ab. Geräte werden in Schutzklassen eingeteilt. Schutzklasse I hat einen Schutzleiter, zum Beispiel die Waschmaschine. Schutzklasse II hat eine doppelte Isolierung und braucht keinen Schutzleiter, zum Beispiel ein Föhn oder ein Staubsauger. Das Zeichen sind zwei ineinanderliegende Quadrate. Schutzklasse III arbeitet mit Schutzkleinspannung unter 50 V, zum Beispiel ein Gerät mit Akku oder Steckernetzteil. Der FI-Schutzschalter (Fehlerstrom-Schutzschalter) vergleicht den Strom im Außenleiter mit dem Strom im Neutralleiter. Normal sind beide gleich groß. Fließt Strom über einen Körper zur Erde, fehlt er in der Rückleitung. Spätestens bei 30 mA Unterschied schaltet der FI in Bruchteilen einer Sekunde ab. Berührt jemand L und N gleichzeitig, sind beide Ströme gleich. Dann löst der FI nicht aus. Die Prüftaste testet den FI. Drücke sie regelmäßig.

Die drei Schutzklassen.
SchutzklasseSchutz durchBeispiel
ISchutzleiterWaschmaschine
IIdoppelte IsolierungFöhn, Staubsauger
IIISchutzkleinspannung unter 50 VAkkugerät

Entscheiden, ob der FI auslöst

  1. Gegeben: Strom im Außenleiter 5,000 A, im Neutralleiter 4,950 A.
  2. Unterschied: 5,000 A − 4,950 A = 0,050 A = 50 mA.
  3. Der Unterschied ist größer als 30 mA.
  4. Der FI schaltet ab.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Schutzleiter: leitet Fehlerstrom ab.

FI: vergleicht Hin- und Rückstrom.

Bei einem Unterschied schaltet er ab.

Ein Beispiel

Beispiel

Der FI arbeitet wie eine Waage. Was hinausfließt, muss auch zurückkommen. Fehlt etwas, schaltet er ab.

Schritt für Schritt

Du prüfst, ob der FI auslöst.

  1. Lies Hin- und Rückstrom ab.
  2. Bilde den Unterschied.
  3. Vergleiche mit 30 mA.
  4. Entscheide.

Mit einem Bild erklärt

AußenleiterNeutralleiterUnterschiedFI (30 mA)
5,000 A4,950 A50 mAlöst aus
2,000 A1,980 A20 mAmuss nicht auslösen

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Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Was tut der Schutzleiter bei einem Gehäuseschluss?
Zeig mir den ersten Schritt

Wohin soll der Strom bei einem Fehler fließen?

Lösung ansehen

Lösung: Er leitet den Fehlerstrom ab.

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Im Außenleiter fließen 3,000 A, im Neutralleiter 2,960 A. Löst ein FI mit 30 mA aus?
Zeig mir den ersten Schritt

Rechne 3,000 − 2,960.

Lösung ansehen

Lösung: Ja, der Unterschied beträgt 40 mA.

Tipp: Frage dich: Wie viel Strom fehlt in der Rückleitung? Ab etwa 30 mA schaltet der FI ab.

Merksatz: Schutzleiter leitet Fehlerstrom ab. Schutzklasse I: PE. II: doppelte Isolierung. III: unter 50 V. FI: Unterschied ab etwa 30 mA.

Typischer Fehler: Viele glauben, ein FI schütze vor jedem Stromschlag. Berührt jemand L und N gleichzeitig, fließt der Strom durch den Körper und zurück. Der FI löst dann nicht aus.

Prüfen

Mini-Quiz

4 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Welches Zeichen steht für Schutzklasse II?
Lösung ansehen

Lösung: zwei ineinanderliegende Quadrate

Frage 2 Ein FI-Schutzschalter löst auch dann aus, wenn jemand L und N gleichzeitig berührt.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt nicht

Frage 3 Wofür ist die Prüftaste am FI?
Lösung ansehen

Lösung: Sie testet, ob der FI funktioniert.

Frage 4 Ein Staubsauger hat keinen Schutzleiter, aber eine doppelte Isolierung. Welche Schutzklasse ist das?
Lösung ansehen

Lösung: Schutzklasse II

Geschafft

Der Schutzleiter, die Schutzklassen und der FI schützen bei Fehlern. Sie ersetzen aber nicht die eigene Vorsicht.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

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