Frage an die Physik-Experten (Teslaspulen)

[Flox]

Kann mir jemand mit einfachen Worten erklären, warum dieser Mann nicht auf der Stelle tot umfällt?


http://www.youtube.com/watch?v=RG7VuhUYdNQ?t=6m50s

Ich habe Wikipedia-Artikel zu Teslaspulen (http://de.wikipedia.org/wiki/Teslaspule) überflogen, aber nur verstanden, dass es wohl irgendwie mit der hohen Frequenz des Wechselstroms zusammenhängt.

[Yunoki]

Warum er nicht tot umfällt, lässt sich mit dem Skin-Effekt (http://de.wikipedia.org/wiki/Skineffekt) erklären, also dem Effekt, dass bei hochfrequenten Wechselströmen aufgrund von Induktionseffekten der Großteil des Stroms nahe der Oberfläche von Leitern fließt. Deshalb sind die lebenswichtigen Organe vom Stromfluss gar nicht betroffen.

Warum er sich dabei aber nicht mindestens Hautverbrennungen zuzieht, kann ich mir bisher noch nicht so recht erklären. Vielleicht ist aufgrund der hohen Frequenz der Wirkstrom sehr gering und damit auch die elektrische Leistung auf der Haut.

[Whiz-zarD]

Warum er sich dabei aber nicht mindestens Hautverbrennungen zuzieht, kann ich mir bisher noch nicht so recht erklären. Vielleicht ist aufgrund der hohen Frequenz der Wirkstrom sehr gering und damit auch die elektrische Leistung auf der Haut.

Man hat es in der Tat mit sehr wenig Strom zu tun. Außerdem benutzt er seinen gesamten Körper als Eintrittsfläche und trägt Kleidung. Das minimiert die Gefahr von Verbrennungen.

[J.R.]

Ganz einfach: Die Person trägt einen faradayschen Anzug, der als elektrische Abschirmung dient.
Wer es mir nicht glaubt, der kann sich das Video ab 11:30 nochmal anschauen.
Das mit dem Skineffekt ist ja schön und gut, aber bei solch hohen Frequenzen wie sie bei den großen Teslaspulen nunmal vorkommen, wird der dir nichts bringen, da die Eindringtiefe viel zu groß ist und somit all deine Organe erreichen kann.
Und über Verbrennungen würde ich mir mal keine Gedanken machen, die sind die geringste Sorge.

[Yunoki]

An einen Anzug habe ich zuerst auch gedacht, habe die Idee dann aber verworfen, weil ich dachte, dass er am Ende ohne Kopfbedeckung herumläuft. Nach genauem Hinsehen habe ich jetzt aber auch gesehen, dass sein Kopf von einem Gitter umgeben ist und der damit auch geschützt ist.

Edit: Habe das mit dem Skin-Effekt nochmal nachgerechnet und es ist in der Tat Käse.
Bei Kupfer wäre die Eindringtiefe laut Wikipedia bei 10kHz 0,66mm.
Der Widerstand des Menschen ist zwischen 10^7-10^12 mal größer. (Ich habe angenommen, dass der menschliche spez. Widerstand zwischen dem von Meerwasser und dest. Wasser liegt.) Das macht damit eine Eindringtiefe von der Größenordnung 2-660m. Da liegen dann selbst für meine untere Grenze alle Organe locker mit drin. Selbst bei 100kHz sind es noch 0,6-220m. An dem konnte es also in der Tat nicht liegen.

[Flox]

Aber ist es bei einem Faraday'schen Käfig nicht wichtig, keinen Kontakt zum Käfig zu haben?

[Yunoki]

Solange kein Körperteil aus dem Käfig herausragt, passiert nichts.

[Turgon]

Es hat wirklich etwas mit den hohen Frequenzen zu tun.
Hohe Frequenzen gehen nämlich fast ungestört durch unseren Körper hindurch, während niedrige Frequenzen tödlich sein können, wie z.B. der 50 Hz Wechselstrom aus der Steckdose.
Und um mal ein anderes Beispiel dieses Effektes zu nennen, verweise ich auf die Medizin. Da werden Ströme mit hoher Frequenz durch den Körper geschickt und das Skalpell ist einer der Pole, das dann direkt beim Schneiden die Blutgefäß verschließt, um Blutungen zu stillen. siehe HF-Chirugie (http://de.wikipedia.org/wiki/HF-Chirurgie)

[Yunoki]

In deinem Beispiel fügt der Strom aber sehr wohl dem Patienten "Schäden" zu, nämlich in Form des Schnittes. Dass weiter im Körperinneren keine Schäden auftreten ist meiner Ansicht nach darauf zurückzuführen, dass die Stromdichte j aufgrund der deutlich größeren Fläche, durch die der Strom im Körper im Vergleich zur Nadel fließen kann auch stark abnimmt.

Allein, dass der Strom nahe der Spitze die Haut verbrennt zeigt jedenfalls, dass er trotz seiner hohen Frequenz nicht ohne Auswirkungen durch den Körper fließen kann.

[Whiz-zarD]

Allein, dass der Strom nahe der Spitze die Haut verbrennt zeigt jedenfalls, dass er trotz seiner hohen Frequenz nicht ohne Auswirkungen durch den Körper fließen kann.

Äußere Verbrennungen ja. Innere Schäden an den Organen nein, und genau das besagt der Skin-Effekt.
Durch die hohe Frequenz durchläuft der Strom lediglich nur durch die Haut. Beim Eintritt des Stroms erwärmt sich die Haut. Jeder, der schon mal einen Stromschlag bekommen hat, weiß, dass es einen Eintritts- und einen Austrittspunkt, in Form von Verbrennungen, gibt. In der HF-Chirugie nutzt man die Wärme aber aus, indem man die Wärme konzentriert auf einen kleinen Punkt wirken lässt.

[Yunoki]

Ich glaube aber trotzdem, dass J.R. Recht hat, wenn er sagt, dass der Skin-Effekt in diesem Fall keine Rolle spielen kann, weil die Spannungen einfach viel zu groß sind.

[Whiz-zarD]

Ich glaube aber trotzdem, dass J.R. Recht hat, wenn er sagt, dass der Skin-Effekt in diesem Fall keine Rolle spielen kann, weil die Spannungen einfach viel zu groß sind.

Man darf hier aber hochfrequente Spannung nicht mit niederfrequente Spannung gleichsetzen.
Außerdem spielt die Stromstärke ebenfalls eine Rolle. Man kann ja auch einen Weidenzaun anfassen, und man fällt nicht gleich tot um, trotz 20.000 V und mehr. Der Grund liegt einfach darin, dass der Strom sehr minimal ist, und man nichts weiter, als ein starkes Zucken spürt. Dieses Zucken nimmt aber ab, wenn man die Frequenz erhöht, bis man nur noch ein leichtes kribbeln, oder gar nichts mehr spürt.