Warum ist eine normale 12-Volt-Batterie harmlos, aber der Schock einer 12-Volt-Autobatterie tödlich?
Also 12 Volt sind 12 Volt. Wenn du dir nicht gerade Elektroden durch die Haut an den Rippen vorbei bis ans Herz schiebst, dann sind die 12 Volt - egal aus welcher Quelle - recht harmlos. Ich wüsste jetzt nicht, wo da der tödliche Schock herkommen sollte.
Autobatterien werden dann gefährlich wenn du z.B. mit einem Schraubenschlüssel über die Elektroden einen Kurzschluss erzeugst. Eine Autobatterie ist darauf ausgelegt irrsinnig hohe Ströme abgeben zu können und das kann in so einem Fall dazu führen, dass die Funken sprühen und der Schraubenschlüssel in kürzester Zeit so richtig Scheiß heiß wird. Das ist gefährlich aber auch nicht unbedingt tödlich. Wo in kurzer Zeit derartig viel Energie frei wird kann alles mögliche passieren und dass es da mal zu einem Todesfall kommen könnte scheint nicht ausgeschlossen wenn auch sehr sehr unwahrscheinlich.
PS: Einige der Kommentare hier zwingen mich doch glatt meine Antwort um einige Punkte zu erweitern. Und jeder der keine Formeln leiden kann, möge sich doch bei denen bedanken. Weiterhin möchte ich noch einen weiteren Spruch voranschicken, den ich mir von einem YouTuber
ausgeliehen habe, dessen Videos ich gerne anschaue: Strom kann euch tödlich umbringen!
Und dann wär da noch die Sache, dass ich so einige Dinge vereinfachen werde - Ihr wisst schon: Die Sache mit den kugelförmigen Kühen in einem Vakuum, weil ich keine Lust habe hier eine Doktorarbeit zu schreiben.
Also legen wir erst einmal los und machen uns ein Bild von der Situation:
Hier sehen wir eine künstlerisch wertvolle Zeichnung (NFT ist noch zu haben!) von Eierkopf der zwei Kabel an einer Autobatterie angeschlossen hat und dann so dumm war die beiden Enden der Kabel in die linke und rechte Hand zu nehmen.
Kugelförmige Eierköpfe helfen jetzt auch nicht weiter, darum habe ich Eierkopf in der nächsten Zeichnung durch einen Widerstand ersetzt um zu einem vereinfachten Ersatzschaltbild zu kommen und habe dabei ein paar der relevanten Größen eingezeichnet:
Die Spannung (U) kennen wir ja schon: 12 Volt, weil Autobatterie und in der Frage so vorgegeben. Dann haben wir das als Ersatz für Eierkopf unseren Widerstand der in elektrischen Schaltkreisen praktisch immer mit R bezeichnet wird und in Ohm gemessen. Und dann wär da noch der Strom (I) der durch unser armes Versuchsobjekt fließt und dessen Einheit das Ampere ist (Die vom Strom; Versuchsobjekt hat keine Einheit. Obwohl … Stück vielleicht).
Einige der Kommentare scheinen davon auszugehen, dass in so einer Situation die Spannung und der Strom unabhängig voneinander sind oder von der Art der Batterie (Akku) abhängen, aber das ist so ganz und gar nicht der Fall. Ein gewisser Herr Ohm (sic!) hat vor langer Zeit festgestellt, dass es einen festen Zusammenhang zwischen Spannung, Widerstand und Strom gibt. Dieser Zusammenhang wird im Allgemeinen als Ohmsches Gesetz
bezeichnet und lautet in seiner Eselsbrückenform: U = RI. Und darum auch mein Spruch von den 12 Volt sind 12 Volt.
So nützt es uns aber hier wenig, denn die Spannung (U) ist ja vorgegeben und der Widerstand (R) ebenfalls (sag ich gleich noch was zu) und das was wir nicht wissen ist der Strom I, also stellen wir die Formel um zu I = U/R, damit wir den Strom ausrechnen können, der durch unser Opfer fließt.
Beim Widerstand sind wir mal wieder bei den kugelförmigen Kühen angelangt, weil der eigentlich nicht wirklich fix ist, sondern von den Umständen abhängt. So ist z.B. der Widerstand bei nasser Haut deutlich geringer als bei trockener Haut, je größer die berührte Fläche umso geringer der Widerstand usw. usw. usw.. Wenn wir mal von einem einigermaßen normalen Umstand ausgehen, also so ohne Elektroden unter die Haut gebohrt aber feuchte Hände, dann können wir in einem solchen Fall von ungefähr 500 Ohm Widerstand ausgehen. Das ist schon so ziemlich am untersten Ende.
Gut, jetzt haben wir also die Spannung (12 V) und den Widerstand (500 Ohm) und eine passende Formel I = U/R und können damit also den Strom ausrechnen: I = 12 V/500 Ohm = 0,024 Ampere = 24 mA.
Schön und gut, aber was sagt uns das jetzt? Dazu gibt es unzählige Meinungen, die sich alle ein wenig Uneins sind, weil Eierköpfe halt doch keine kugelförmigen Kühe sind und man mit denen aus etischen Gründen nicht so richtig experimentieren darf und darum auf empirische Beobachtungen angewiesen ist. Aber so im Allgemeinen geht man davon aus, dass Strom so ab 50 mA bei Wechselstrom und so etwa ab 120 mA bei Gleichstrom tödlich ist.
Stromunfall – Wikipedia
Klassifikation nach ICD-10 T75.4 Schäden durch elektrischen Strom W85 Exposition gegenüber elektrischen Leitungsanlagen W86 Exposition gegenüber sonstigem näher bezeichnetem elektrischem Strom W87 Exposition gegenüber nicht näher bezeichnetem elektrischem Strom ICD-10 online (WHO-Version 2019) Als Stromunfall , Elektrounfall, auch elektrischer Schlag oder Stromschlag wird eine Verletzung durch die Einwirkung elektrischen Stromes auf den Menschen oder auf Tiere bezeichnet. Das Ausmaß der Schädigung wird dabei durch mehrere Faktoren bestimmt. Die häufigsten Folgen bei Stromunfällen sind chemische und thermische Auswirkungen ( Verbrennungen ), neurologische Effekte, Muskelreizungen (z. B. Muskelverkrampfungen , tetanische Muskelkontraktionen ) oder Muskellähmungen . [A 1] Letztere wiederum können unter anderem zu lebensbedrohlichen Herzrhythmusstörungen wie etwa Herzkammerflimmern sowie Herzstillstand und Kreislaufstillstand oder Atemlähmung mit tödlichem Ausgang führen. Nicht zu unterschätzen sind auch indirekt verursachte Unfälle wie Stürze mit erheblichen Folgen. Maßgeblich für die Auswirkungen eines Stromunfalls sind: die Stromstärke pro Fläche ( Stromdichte ), die sich bedingt durch weiter unten im Artikel beschriebene Umstände (v. a. Spannung und Widerstand) einstellt, die Art des Stromes – Wechselstrom oder Gleichstrom , die Frequenz (nur bei pulsierendem Gleichstrom oder Wechselstrom vorhanden) der Gesundheitszustand bzw. das Alter das Vorhandensein oder Fehlen von medizinischen Implantaten der Stromweg über den Körper (z. B. Hand – Hand; Hand – Fuß, links, rechts) die Wirkungsdauer des elektrischen Stroms die Größe der Berührungsflächen (bei Kontakt ohne Spannungsüberschlag) die Leitfähigkeit an der Kontaktstelle (bei Kontakt ohne Spannungsüberschlag) [1] die Schrittspannung (bei Gewitter oder geerdeten Stromsystemen) Warnzeichen W012 nach ISO 7010 : Warnung vor elektrischer Spannung Damit elektrischer Strom fließen kann, wird stets ein geschlossener Stromkreis benötigt. Bei Niederspannung ist dazu der direkte Kontakt mit beiden Polen der Spannungsquelle erforderlich. Wenn ein Verbraucher (wie etwa ein Elektromotor) nur an einen Draht und somit nur an einen einzigen elektrischen Pol angeschlossen ist, ist der Stromkreis nicht geschlossen und der Verbraucher arbeitet nicht, denn es kann zu keinem Stromfluss kommen. Berührt eine Person beide Leitungen einer Spannungsquelle gleichzeitig, schließt sich der Stromkreis, wodurch über den Betroffenen Strom fließt. Beim Sonderfall eines IT-Systemes kann eine einzelne Leitung berührt werden, ohne dass ein Stromfluss erfolgt. Weitaus häufiger allerdings ist bei Stromnetzen ein Leiter geerdet, wodurch schon im Niederspannungsbereich bereits der Kontakt mit einem einzelnen Leiter, je nach den Erdungsverhältnissen, zum Stromschlag führen kann. Abhängig vom jeweiligen Erdungssystem des Haushaltsstromes (wie etwa TT-System bzw. TN-System ) dürfen bei korrekter Installation der Neutralleiter und der Schutzl
https://de.wikipedia.org/wiki/Stromunfall
Mit den 24 mA die wir für Eierkopf in unserem Unfallszenario ausgerechnet haben sind wir also schlimmstenfalls in der Gegend "Gefährlich" angelangt - für den Falls, dass Eierkopf sich hartnäckig weigert loszulassen - und noch weit weg von "Tödlich". Was nicht heißen soll, dass es nicht Umstände gibt … (Es soll doch tatsächlich mal eine Kuh (Unterart: nicht kugelförmig) von einem Meteoriten erschlagen worden sein.)
Aufgrund der empirischen Erfahrungswerte wird darum eine Spannung von bis zu 50 V als völlig unbedenklich angesehen:
Kleinspannung – Wikipedia
Kleinspannung ( englisch Extra Low Voltage , ELV) ist eine Spannung in der Elektrotechnik, die Grenzwerte für den Spannungsbereich I nach IEC 61140 nicht überschreitet. [1] Es handelt sich um einen Bereich der Niederspannung , dessen Werte für Wechselspannung (~/AC) 50 V und für Gleichspannung (=/DC) bis 120 V nicht überschreiten. Diese Werte entsprechen der Grenze für die dauernd zulässige Berührungsspannung für erwachsene Menschen und normale Anwendungsfälle als nicht lebensbedrohlich. Für besondere Anwendungsfälle sind niedrigere Werte festgelegt (siehe VDE 0100 Gruppe 700). Spannungsbereiche [1] Wechselspannung Gleichspannung Hochspannung > 1000 V > 1500 V Niederspannung ≤ 1000 V ≤ 1500 V Kleinspannung ≤ 50 V ≤ 120 V Die EU- Niederspannungsrichtlinie gilt für Wechselspannungen über 50 V Effektivwert und Gleichspannung über 75 V und die Produktsicherheitsrichtlinie für das Segment der Kleinspannung, welches diese Grenzwerte unterschreitet. Bei Wechselspannungen unter 25 V oder Gleichspannung unter 60 V kann gänzlich auf einen Schutz gegen Berühren verzichtet werden; diese Spannungen gelten auch für Tiere und Kinder als ungefährlich. [2] In Bereichen [3] der Feuchtraum installationen gelten andere Bedingungen: auf Isolation gegen Berühren kann nicht verzichtet werden und Wechselspannungen sind auf 25 V bzw. 12 V und Gleichspannungen auf 60 V begrenzt. Es wird zwischen den drei Systemen SELV , PELV und FELV je nach Höhe der Spannung und Art der elektrischen Trennung entsprechen der folgenden Abschnitte unterschieden: Symbol Schutzklasse III (SELV) Symbol für sichere elektrische Trennung Die Sicherheitskleinspannung (engl. Safety Extra Low Voltage , SELV) ist eine kleine elektrische Spannung, die aufgrund ihrer geringen Höhe und der Isolierung gegen Stromkreise höherer Spannung besonderen Schutz gegen einen elektrischen Schlag bietet. Mit Sicherheitskleinspannung betriebene Geräte, die selbst keine höheren Spannungen erzeugen, werden gemäß DIN EN 61140 ( VDE 0140-1) mit der Schutzklasse III bezeichnet. Die Spannung ist so klein, dass elektrische Körperströme im Normalfall ohne Folgen bleiben. Die Spannungsquelle kann entweder ein Generator sein, zum Beispiel ein Fahrraddynamo , oder eine Batterie . Andernfalls müssen besondere Anforderungen an die Isolierung gegenüber netzspannungsführenden Teilen (z. B. Primärwicklung eines Transformators) eingehalten werden, die als sichere Trennung bezeichnet werden. Netz transformatoren zur Erzeugung von Sicherheitskleinspannungen müssen eine galvanische Trennung von Primär- und Sekundärwicklung aufweisen und zusätzlich so gebaut werden, dass ein Kurzschluss zwischen Primär- und Sekundärwicklung sowie deren Anschlüssen nicht möglich ist. Die Wicklungen dürfen nur dann übereinander liegen, wenn zwischen ihnen eine doppelte oder verstärkte Isolierung liegt. Oft werden die Wicklungen über- oder nebeneinander in getrennten Isolierstoffkammern untergebracht. Solche Transformatoren mit sicherer elektrischer Trennun
https://de.wikipedia.org/wiki/Kleinspannung
Meine eigene Erfahrung mit 12 V sind eigentlich eher auf der Seite von "Harmlos", was auch daran liegen könnte, dass ich eher selten mit pitschnassen Händen an Autobatterien rumfummle und darum mein Widerstand eher in der Größenordnung von 3 kOhm liegt und damit der Strom eher bei 4 mA, was kaum spürbar ist.
OK, jetzt hab doch viel zu viel geschrieben, aber ich hoffe es hilft.
PPS: Möglicherweise hat der Fragensteller aber auch von einem Unfall bei einem Elektrofahrzeug gehört und das ist eine ganz andere Sache. Da können Spannungen von bis zu 850 Volt (Stand 2022) vorkommen und das ist alles andere als "Harmlos". Aber eben auch nicht 12 Volt.