14.12 Schrittspannung

Quelle: ➕ Themenpool (vgl. Thema 6 §6.3, Blitz)

Fließt ein großer Strom in den Boden (Blitzeinschlag, abgerissene Hochspannungsleitung, Erdschluss), so bildet sich im Boden um die Einschlagstelle ein Potentialgefälle. Zwischen den beiden Füßen eines Menschen (ein Schritt Abstand) liegt dann eine Spannung — die Schrittspannung — und treibt einen Strom durch die Beine. Das ist lebensgefährlich (vgl. §14.9).

✎ Mechanismus — woher das Potentialgefälle kommt (Schritt für Schritt).

1. Der Strom fließt von der Einschlagstelle radial in alle Richtungen in den Boden ab. Der Boden hat einen (nicht verschwindenden) Widerstand (§14.6).
2. Nach $U=R\cdot I$ fällt entlang des Stromwegs Spannung ab. Direkt an der Einschlagstelle ist das Potential am höchsten; mit wachsendem Abstand fällt es ab — anfangs steil, weiter draußen immer flacher (weil sich der Strom auf eine immer größere Fläche verteilt, ähnlich dem $1/r^2$-Argument bei der Feldverteilung).
3. Stehen die Füße auf zwei Punkten mit verschiedenem Potential, ist die Differenz = Schrittspannung. Sie ist umso größer, je größer der Schrittabstand und je näher man an der Einschlagstelle ist (dort ist das Gefälle am steilsten).

✎ Warum sterben Kühe und Pferde leichter als Menschen? Bei einem Vierbeiner ist der Abstand zwischen Vorder- und Hinterbeinen sehr groß (oft 1–2 m) → die überbrückte Potentialdifferenz und damit die Schrittspannung ist viel größer als bei einem Menschen mit ~0,5 m Schrittweite; zusätzlich verläuft der Strom längs durch den Rumpf (über das Herz). Deshalb verenden auf der Weide bei einem Blitzeinschlag oft mehrere Tiere gleichzeitig.

✎ Richtiges Verhalten — sich aus der Gefahrenzone bringen.

• Füße zusammen halten (kein/kleinster Abstand → Schrittspannung ≈ 0) und in kleinen Schritten bzw. mit geschlossenen Füßen hüpfend die Zone verlassen — so liegen die Berührpunkte nie auf stark verschiedenen Potentialen.
• Niemals mit großen Schritten weglaufen — gerade das legt die volle Schrittspannung an die Beine.

✎ Zusammenhang mit dem Blitz (Thema 6). Beim Blitzeinschlag (§6.3) fließt der riesige Hauptstrom über den Einschlagpunkt in den Boden — genau die Situation, die im Umkreis eine gefährliche Schrittspannung erzeugt. Deshalb ist man bei Gewitter im Auto sicher (Faraday-Käfig, §14.11), im Freien aber gefährdet — Empfehlung: Füße zusammen, in die Hocke, Kontaktfläche mit dem Boden klein halten.

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