Die Arbeit mit Elektrik vereinfachen: Ratgeber für Hobby- und Profi-Elektriker

Zittau, 3. Dezember 2019. Sicherheit ist bei der Arbeit mit Elektrik das A und O, deshalb steht die Frage, welche Werkzeuge die Arbeit mit Kabeln und Elektromaterial nicht nur erleichtern, sondern auch die nötige Sicherheit für den Installateur bieten. Gerade in der Vorweihnachtszeit kommt so mancher auf die Idee, seine Weihnachtsbeleuchtung selbst zu basteln. Die Informationen zu den wichtigsten Werkzeugem für einen sicheren Umgang mit elektrischem Strom bzw. unter Spannung stehenden Leitungen und Komponenten könnten sich ganz nebenbei als tolle Geschenkideen zu Weihnachten für "große Kinder" erweisen.

Kontaktloses Strommessen als unaufwändige Methode

Ein Wort vorab: Arbeiten an elektrischen Anlagen, so auch Installationen in Haus und Wohnung, bleiben Fachleuten vorbehalten! Das gilt auch für Hobby-Elektriker! Wer hier falsch oder auch nur unbedarft vorgeht, begibt sich und andere in Lebensgefahr und riskiert Folgeschäden von defekten Geräten bis zum Brand!

Ist das "große Kind" ein Elektriker mit den nötigen Fachkenntnissen, könnte eine kontaktlose Stromzange, mit der man den Stromfluss in Kabeln messen kann, ohne dass dabei das Kabel abisoliert und getrennt werden muss, die Augen am Gabentisch zum Leuchten bringen. Die kontaktlose Messmethode ermöglicht neben der einfachen Handhabung mehr Sicherheit für den Elektriker – wo alles ausreichend isoliert ist, ist mit der stets nötigen Umsicht im in Haushalten üblichen Spannungsbereich die Unfallgefahr geringer.

Für "Otto Normalverbraucher" ist es sicher gut, das Wissen über die unterschiedlichen Stromarten und deren Besonderheiten aufzufrischen, bevor erklärt wird, wie so eine Stromzange funktioniert und kontaktloses Strommessen eingesetzt werden kann.

Gleichstrom (DC) und Wechselstrom (AC)

Während wir im Deutschen von Gleichstrom sprechen, wird dieser im Englischen als „direct current“ bezeichnet und erhält daher die Abkürzung DC. Eine Wechselspannung wird im Englischen als „alternate current“ bezeichnet, daher das Kürzel AC, welches auch im Deutschen als Abkürzung für Wechselstrom gilt. Doch was ist nun der Unterschied zwischen der AC- und der DC-Spannung?

Die meisten elektronischen Geräte funktionieren mit Gleichstrom (DC). Über ein Netzteil wird die AC Netzspannung zunächst reduziert und dann gleichgerichtet, damit ein DC-Strom fließen kann. In Deutschland liegt im Sternsystem (Vierleitersystem) in der Steckdose eine einphasige Wechselspannung von 230 Volt an. Der zweite Pol der Steckdose ist bei diesem System der sogenannte neutrale Leiter. Weil der Wechseltrom von einer Wechselspannung getrieben wird, bei der bildlich gesehen der Plus- und der Minuspol mit der Netzfrequenz ständig wechseln, ist es jedoch egal, wie herum ein Stecker in die Steckdose gesteckt wird – und entsprechend steht auch der neutrale Leiter unter Spannung!

Sobald jedoch mit Gleichspannung gearbeitet wird, muss stets auf die korrekte Polung geachtet werden, weshalb Stecker und Dosen dann so gestaltet sind, dass man sie nur eindeutig verbinden kann. Ein falsche Polung bei Gleichstrom kann Geräte zerstören, wenn sie nicht elektronisch dagegen geschützt sind. Deshalb ist bei batterie-oder akkugespeisten Geräten das Batteriefach eindeutig beschriftet bzw. so gestaltet, dass die Batterien nicht falsch eingelegt werden können: Der Pluspol wird mit Plus, der Minuspol mit Minus verbunden.

Stromstärke und Spannung: Wie war das noch mal mit dem Starkstrom?

Die Spannung des elektrischen Stroms, der in Deutschland aus der Wand kommt, liegt bei 230 Volt, im Wohnbereich wird lediglich beim Elektroherd und größeren Elektroboilern bzw. -heizungen noch von "Starkstrom" gesprochen; genauer gesagt liegt hier eine höhere Spannung von 400 Volt an, die einen größeren elektrischen Strom treiben und so einen höhere elektrische Leistung (als Produkt aus Spannung und Strom) abgeben kann. Zwar könnte man auch mit 230 Volt Spannung höhere elektrische Leistungen erreichen, dann wäre der Stromfluss aber so groß, dass dickere Kabel eingesetzt werden müssten; deshalb ist an 230 Volt Steckdosen in aller Regel bei 10 oder höchstens 16 Ampere die Leistungsgrenze erreicht, bei deren Überschreitung eine Sicherung anspricht und die Verbindung zum Netz trennt.

Für den Betrieb eines elektrischen Backofens Backofens mit bis zu etwa 3.500 Watt Leistung ist vor diesem Hintergrund eine normale, mit 16 Ampere abgesicherte 230 Volt Steckdose ausreichend, während ein kompletter Küchenherd, der über eine deutlich höhere Gesamtleistung verfügt, an den dreiphasigen 400 Volt Drehstrom angeschlossen werden muss. Für solche Großverbraucher im Haushalt sehen Elektriker in aller Regel einen eigenen Stromkreis vor, der dann eine eigene Sicherung bekommt und an den sonst keine weiteren Elektrogeräte angeschlossen sind, während über die anderen Steckdosen im Raum durchaus mehrere Geräte über einen gemeinsamen Stromkreis betrieben werden können. Die Beleuchtung erhält meist ebenfalls einen eigen Stromkreis, damit es bei einem Sicherungsausfall nicht auch noch zugleich dunkel wird.

Zum Vergleich: Ein Föhn zum Haare trocknen verursacht an einer 230 Volt Steckdose bei voller Leistung einen Stromfluss von zirca 9 Ampere (2.000 Watt-Gerät), ein Herd mit der sechsfachen Leistung, also 12.000 Watt, an einem 400 Volt Dreiphasenanschluss mit 10 Ampere nur geringfügig mehr – allerdings pro Phase, versteht sich. Auf den Punkt gebracht: Liegt eine Spannung von 400 Volt mit drei Phasen an, spricht man umgangssprachlich von Kraft-, Stark- oder, weil sich die drei Phasen für den Betrieb von Elektromotoren besonders gut eignen, von Drehstrom. In der industriellen Anwendung bei Maschinen und Anlagen werden neben 400 Volt auch noch höhere Spannungen verwendet.

Stromstärke und Widerstände messen

Tritt eine Störung in einer elektrischen Anlage auf, so gibt es vielfältige Möglichkeiten im Stromkreislauf, die als Ursache infrage kommen. Mit Stromzangen von RS Components lassen sich Widerstände ebenso leicht überprüfen wie auch die Stärke des durch einen elektrischen Leiter fließenden Stroms. Das berührungslose Strommessen von Kabeln mit einer Stromzange, auch Zangenamperemeter genannt, ist besonders sicher, weil am Kabel selbst keine Veränderungen vorgenommen werden müssen.

Wer hingegen mit einem Multimeter den Strom messen möchte, ist darauf angewiesen, die beiden Messkontakte mit dem unterbrochenen elektrischen Leiter zu verbinden. Soll die Messung mitten im Kabelstrang erfolgen, muss die Isolierung entfernt, der Leiter aufgetrennt und alles später wieder repariert werden; ohne die Beschädigung wäre das Messen also unmöglich, wenn man sonst keinen Zugang wie beispielsweise an der Anschlussstelle eines Leiters findet. Kontaktlose Stromzangen dagegen können in digitalen Multimetern verbaut sein, mit denen ein sicheres und berührungsloses Strommessen dann leicht möglich ist. Technisch funktioniert das, indem das elektromagnetische Feld des Leiters, das mit dem Stromfluss entsteht, ausgewertet wird.

Der Unterschied zwischen einem Zangenmessgerät und einem kompletten Multimeter liegt zum einen in der Größe: Das Zangenmessgerät ist handlicher und passt leicht in die Westentasche oder den Werkzeuggürtel. Mit vielen dieser Geräte lassen sich Widerstände messen, bei besonders kompakt gebauten Stromzangen kann die Funktionalität gegenüber einem Multimeter jedoch begrenzt sein. Zum anderen bieten Multimeter häufiger den Vorteil der Messdatensammlung und präziser Ausgabe für eine spätere Auswertung am PC, jedoch können hochwertige Zangenmessgeräte ebenfalls mit derartigen Funktionen ausgestattet sein.