Was ist ein Kurzschluß?

Rubrik: Wie funktionierts?

Zwei Kabel berühren sich: Kurzschluß! Was passiert da eigentlich?

Zwei Stecker nähern sich. Berühren Sie sich, kann es einen Kurzschluß geben
Zwei Stecker nähern sich. Berühren Sie sich, kann es einen Kurzschluß geben

Spannungsquellen
Spannungsquellen

Eine elektrische Schaltung mit Spannungsquelle und Glühbirne
Eine elektrische Schaltung mit Spannungsquelle und Glühbirne

Ein echter Kurzschluß der Batterie
Ein echter Kurzschluß der Batterie

Strommessung im normalen Stromkreis: 0.16 Ampere Stromstärke
Strommessung im normalen Stromkreis: 0.16 Ampere Stromstärke

Strommessung bei Kurzschluß: 2.71 Ampere Stromstärke, das Mehrfache!
Strommessung bei Kurzschluß: 2.71 Ampere Stromstärke, das Mehrfache!

"Paß auf, sonst gibt es einen Kurzschluß!" - beim Basteln mit dem Elektrobaukasten können Kinder diese Warnung öfter hören. Ist denn ein Kurzschluß schlimm, und was passiert da eigentlich?

Eine Batterie kennt jedes Kind - der Fachmann nennt sie auch allgemein eine "Spannungsquelle". Es gibt eine Vielzahl von Spannungsquellen: auch ein Akkumulator ("Akku"), eine Steckdose im Haus oder ein elektrisch geladener Luftballon gehören dazu. Die mächtigste Spannungsquelle, die wir im Sommer manchmal erleben, ist die Gewitterwolke. Ihnen ist gemeinsam, daß sie die Ursache für das Fließen eines elektrischen Stromes sein können.

Schließt man an die Pole einer Spannungsquelle eine Glühbirne oder einen Motor an, dann beginnt elektrischer Strom zu fließen. Die Glühbirne leuchtet, der Motor dreht sich. Je mehr Strom fließt, desto mehr Energie wird verbraucht, desto schneller wird die Batterie oder der Akku "leer" - bis sie keine Spannung mehr haben. Im Gegensatz zum Akku ist die Batterie verbraucht. Dieser Vorgang dauert manchmal lange - eine Leuchtdiode, die nur wenig Strom braucht, kann wochenlang leuchten. Übrigens, die Batterie, die Glühlampe und die Kabel zum Verbinden nennt man "elektrische Schaltung".

Eine ganz spezielle elektrische Schaltung erhält man, wenn man Glühbirne oder Motor wegläßt. Die Pole der Spannungsquelle werden also direkt miteinander verbunden - ein Kurzschluß! Es fließt in diesem Moment ein sehr hoher elektrischer Strom, da sich ihm kein Widerstand entgegensetzt. Das kann man wörtlich nehmen: Eine Glühbirne oder ein kleiner Motor sind für den Elektrotechniker tatsächlich elektrische Widerstände. Sie begrenzen den elektrischen Strom. Mit dem hohen Strom einher geht dann übrigens der Zusammenbruch der elektrischen Spannung an der Spannungsquelle: die Spannung fällt auf fast Null Volt ab.

Ein Kurzschluß bei einer Batterie ist also nicht richtig gefährlich, aber die Batterie wird innerhalb kurzer Zeit entladen sein. Damit ist sie wertlos geworden. Bei höheren Spannungen können im Moment des Zustandekommens des Kurzschlusses (oder kurz vorher) Funkenüberschläge auftreten, kleine Lichtbogen, die Brände verursachen können. Tritt in unserem Haus eine elektrischer Kurzschluß an einer 220V Steckdose auf, so wird eine Sicherung diesen Stromkreis sofort unterbrechen. Die dann auftretenden Ströme wären nämlich so hoch, daß die Stromleitungen glühen würden!

Die meisten elektrischen Kurzschlüsse passieren ungewollt: wenn die Isolation eines Kabels kaputt ist, kann es zu einem Kurzschluß kommen. Absichtliche Kurzschlüsse erzeugt man bei Arbeiten an elektrischen Anlagen: Kondensatoren, die noch Spannung speichern, werden absichtlich durch einen Kurzschluß entladen.