Blitz- und Überspannungsschutz + Elektrowärme

Blitz- und Überspannungsschutz

Blitzeinschläge können starke elektromagnetische Felder bewirken, die Überspannungen in elektrischen Anlagen hervorrufen und Hausgeräte zerstören können. Damit es gar nicht erst so weit kommt, werden außerhalb von Gebäuden Blitzschutzanlagen installiert, die den Blitzstrom auffangen und in das Erdreich ableiten. Teile solch einer Anlage sind nach DIN VDE V 0185 Fangeinrichtungen, Ableitungen und Erdungsanlagen. Wie diese funktionieren und wie sie in der Praxis realisiert werden, sollte in der Berufsschule thematisiert werden. Während der äußere Blitzschutz das Gebäude nur vor direkter Blitzeinwirkung schützen kann, soll der innere Blitzschutz Anlagenteile und Installationen innerhalb von Anlagen gegen Auswirkungen des Blitzstromes schützen. Dazu gibt es verschiedene Einrichtungen wie Blitzschutzpotentialausgleich, Überspannungsableiter und Blitzstromableiter. Indem sie in der Berufsschule einen Übersichtsplan für den Blitz- und Überspannungsschutz einer Wohnung entwerfen, können die Auszubildenden die Funktionsweisen und Kombinationsmöglichkeiten anschaulich erarbeiten. Ziel ist es, den inneren und äußeren Blitzschutz eines Gebäudes planen, errichten und prüfen zu können.

Elektrowärme

Beim Erwärmen von Speisen und Getränken wird elektrische in thermische Energie umgewandelt und auf die Nahrungsmittel übertragen. Dies kann entweder über Wärmeleitung, Wärmestrahlung oder Wärmeinduktion erfolgen. Anhand von Schaltplänen können sich die Auszubildenden einen Überblick über die Funktion von Elektroherden verschaffen und die Unterschiede zwischen Standard-, Blitz- und Automatikkochplatte diskutieren. Neben der Erwärmung durch einen Stromfluss in Heizwiderständen kann Wärme jedoch auch durch ein elektromagnetisches Feld mit Hilfe von hochfrequenten Strömen erzeugt werden, etwa durch Mikrowellen. Hierbei wird die Wärme nicht von außen an die Speisen herangeführt, sondern entsteht durch die elektromagnetischen Wellen im Gargut selbst. Das erklärt, warum in der Mikrowelle erwärmte Speisen meist von außen noch kühl, von innen jedoch bereits stark erhitzt sind. Durch einen kleinen Hochfrequenzsensor, ein sogenanntes Magnetron, der sich im Gerät befindet, wird eine Frequenz von 2450 MHz erzeugt. Über einen Hohlleiter und einen Reflektor gelangt die elektromagnetische Welle schließlich an die zu erwärmende Speise. Deren Wassermoleküle wollen sich nun nach den ausgestrahlten Feldern des Magnetrons ausrichten und geraten in Bewegung, wodurch Reibungswärme entsteht. Reflektor und Drehteller dienen dazu, die Mikrowellen im Garraum gleichmäßig zu verteilen.