Big Bang Physik 6, Schulbuch

GG 6.2/G 6.2 Elektrizitätslehre/Elektrische Energie 93 Mensch und Elektrizität  24  Defibrillator Wer kennt ihn nicht aus diversen Arztserien: den Defibril- lator (Abb. 24.8), kurz Defi . Er wird bei Herzflimmern (Abb. 24.5 c, S. 92) eingesetzt, indem man der betroffenen Person einen gezielten Elektroschock erteilt. Das Kernstück ist ein Kondensator, der zunächst aufgeladen wird. Es wird dabei nicht die Spannung, sondern die Ladeenergie ange- geben, die maximal 360 J beträgt. Erstaunlich wenig! Der Trick ist, dass sie in extrem kurzer Zeit abgegeben wird. Dadurch entsteht eine extrem hohe Stromleistung. Beim Umlegen des Schalters fließen die Ladungen in rund 5ms ab. Für die Stromleistung P = W/t ergeben sich dann 72.000 W! Damit könnte man ein ganzes Fußballstadion beleuchten – aber nur 5 ms lang. Die Spannung an den Elektroden beträgt etwa 2000V. Es fließen daher I = P/U = 36A durch den Körper. i Abb. 24.8:  Durch einen gezielten Gleichstromstoß kann man das Herz- flimmern beenden. Pacemaker Manche Menschen haben zwar einen völlig gesunden Herz- muskel, aber die natürlichen Herzschrittmacher funktionie- ren nicht mehr richtig. Das Herz schlägt dann zu langsam. Für diese Fälle hat man künstliche Herzschrittmacher ent- wickelt (Abb. 24.9). Für jeden Herzschlag liefern sie einige Millisekunden lang eine Spannung von rund 3 V, die den Herzmuskel zum kontrollierten Zusammenziehen bringen. Die verwendete Spannung ist somit rund um den Faktor 1000 kleiner als die eines Defibrillators. i Abb. 24.9:  Ein implantier- ter Herzschrittmacher. Die ins Herz reichen- den Elektroden sind gut zu sehen. Herz- schrittmacher werden meistens unter dem Brustmuskel implan- tiert und die Elektro- den durch eine Vene in das Herz gescho- ben. wenn die Haut feucht ist ( F6 ). Deshalb ist es besonders gefährlich, elektrische Geräte oder Schalter mit nassen Händen zu berühren. Auf der anderen Seite macht man sich gerade diesen Umstand beim Lügendetektor zu Nutze.  Info: True Stories True Stories Der Lügendetektor ist dir aus einschlägigen Agentenfilmen sicher bekannt. Man kann damit natürlich nicht direkt das Lügen messen, sondern nur die körperlichen Reaktionen auf bestimmte Fragen ( F8 ). Alle Lügendetektoren basieren nämlich auf der Annahme, dass Menschen beim Lügen zu- mindest geringfügig nervös werden, und das versucht man zu messen. 100%ig ist dieses Verfahren nicht und daher auch umstritten. Für uns ist hier vor allem interessant, dass neben der Messung Atmung, Puls und Blutdruck ein wichtiger Bestandteil die Aufzeichnung der Änderung des Hautwiderstandes an den Fingern ist (Abb. 24.10). Lügt man, so beginnen die meisten Menschen vor allem an den Hän- den stärker zu schwitzen. Dadurch sinkt der Hautwiderstand ab – und zwar innerhalb des Bruchteiles einer Sekunde! i Abb. 24.10:  Um den Hautwiderstand der Hand zu ermitteln, misst man bei bekannter Spannung zwischen den beiden Elektroden den dabei entstehenden Stromfluss. Mensch und Elektrizität Warum müssen die Elektroden eines Defibrillators so großflächig sein? L Wie viele Coulomb hat ein voll aufgeladener Defibril- lator? Verwende dazu die Angaben in der Infobox. L Warum verbrennt bei einem Stromschlag fast immer nur die Haut und nicht auch irgendetwas anderes im Körper? L Etwa 25 % der Menschen, die vom Blitz getroffen wurden, werden ohne äußere Spuren leblos aufgefun- den. Wie ist das zu erklären? L Berechne aus den Angaben für den Defibrillator den Widerstand des Körpers zwischen den beiden Elektro- den. L Welche Schutzmaßnahmen gibt es im Umgang mit elektrischem Strom? L 24 F9 W2  F10 W1  F11 W2  F12 W2  F13 W1 F14 W2  Nur zu Prüfzwecken – Eigentu des Verlags öbv