Leichte Stromschläge – Woher kommt die elektrostatische Entladung im Winter?

Kleine Stromschläge im Winter

Sicher ist es jedem schon einmal passiert. Es äußert sich auf unterschiedliche Art und Weise, ist aber durchweg unangenehm. Dem einen stehen die feinen Haare auf dem Kopf zu Berge, der andere verpasst dem Chef beim Händedruck ungewollt einen Stromschlag. Es kann auch passieren, wenn man unschuldig sein Auto aufsperren möchte. In jedem dieser Fälle bekommt man einen kleinen, aber manchmal schmerzhaften Stromschlag verpasst. Solche Vorkommnisse scheinen sich besonders in der kalten Jahreszeit zu häufen. Es liegt ganz sicher jedoch nicht daran, dass der Chef es auf seine Mitarbeiter abgesehen hat. Auch ist es keine Erfindung der modernen Zeit. Schon die Römer und Griechen waren sich bewusst, dass man beim Reiben des Bernsteins an bestimmten Elementen eine elektrostatische Ladung erzeugt. Das erklärt aber noch nicht, woher die Leitfähigkeit des Menschen selbst kommt. Darauf soll im folgenden Punkt erklärend eingegangen werden.

Wie kommt die elektrostatische Entladung im Winter zustande?

Elektrostatische Entladung kann nur auftreten, wenn ein Körper vorher positiv oder negativ geladen wurde. Dabei gibt es Materialien, die leitfähig sind und solche, die es nicht sind. Alle Körper haben eine verschieden hohe Leitfähigkeit. Nichtleiter sind beispielsweise Bernstein, Silikon, verschiedene Keramikstoffe oder auch Glas. Der menschliche Körper hat aufgrund seiner Körperflüssigkeiten eine vergleichsweise hohe Leitfähigkeit. Zunächst muss er jedoch positiv oder negativ aufgeladen werden. Der menschliche Körper ist im Ruhezustand weitgehend neutral geladen. Von einer Ladung im physikalischen Sinne kann man sprechen, wenn ein Körper mehr positive als negative Ladung hat oder umgekehrt, wenn er mehr negative als positive Ladung hat.

Recht häufig passiert das beispielsweise, wenn man auf einem Autositz sitzt und sich die ganze Zeit an der Kunststofffläche allein durch die Bewegung des Autos reibt. Auch wenn man einen Pullover an- oder auszieht, beim bewegen des
Einkaufswagens und wenn man den Staubsauger benutzt entsteht durch die Reibung elektrostatische Ladung.

Kinder reiben sich gerne an Luftballons, um die eigenen Haare elektrostatisch aufzuladen. Die Haare stehen dann sprichwörtlich zu Berge, was daran liegt, dass die einzelnen Haare versuchen, den möglichst größten Abstand zueinander aufzubauen und sich durch ihre eigene Ladung voneinander abstoßen. Wenn man dann andere leitfähige Körper berührt – wie Metall oder aber den Körper eines anderen Menschen über dessen Hand, dann kommt es zur elektrostatischen Entladung. Die kleinen Stromschläge, die dabei für den Menschen spürbar sind, sind letztendlich nur Ausdruck der elektrischen Ströme, die kurzzeitig fließen. Dabei wandern die überschüssigen Elektronen oder Protonen letzten Endes von dem eigenen Körper in das leitfähige Material, das man gerade berührt hat.

Woran liegt es nun, dass im Winter dieses Phänomen der kurzen, aber schmerzhaften Stromschläge relativ häufig auftritt? Im Winter ist die Luftfeuchtigkeit sehr niedrig, da die kalte Luft nur sehr wenig Feuchtigkeit aufnehmen kann. Diese niedrige Luftfeuchtigkeit hat Auswirkungen auf unseren Ladezustand. Normalerweise erfolgt die Entladung eines Körpers über die feuchte Luft praktisch permanent. Im Sommer sollten daher spürbar weniger solcher Stromschläge auftreten. Da aber die Luft im Winter wesentlich weniger Leitfähigkeit aufweist, kann die Entladung nicht im selben Ausmaß über die Luft erfolgen. Dementsprechend erfolgt die elektrostatische Entladung des Körpers – in dem Fall des Menschens – also bei dem nächsten leitfähigen Körper. Das kann dann die Türklinke, das Auto oder im ungünstigen Fall eben auch die Hand des Chefs sein. Die niedrige Luftfeuchtigkeit hat auch Auswirkungen auf die Haut, die dann besonders trocken ist. Normalerweise trägt nämlich auch die natürliche Feuchtigkeit der Haut dazu bei, dass die Ladung auf der Oberfläche des Körpers gleichmäßig verteilt wird. Daher ist die Anzahl der Stromschläge, die man als Einzelner abbekommt, auch von Mensch zu Mensch unterschiedlich. Alle Körper haben nach ihrer Beschaffenheit eine unterschiedliche Leitfähigkeit. Manche neigen zu besonders trockener Haut. Auch das wirkt sich auf die Stärke der jeweiligen elektrostatischen Entladung aus und sorgt daher für eine unglückliche Häufung der ärgerlichen Stromschläge.

So vermeidet man die elektrostatische Entladung

Nachdem man sich jetzt besser erklären kann, woher die mysteriösen elektrostatischen Entladungen kommen, stellt sich die Frage, ob es auch Abhilfe dagegen geben kann. Schließlich will man es sich ja nicht mit dem Chef permanent verscherzen, indem man ihm jedes Mal, wie der Volksmund sagt, beim Begrüßen „eine wischt“.

Oft trägt man Schuhe mit Kunststoffsohle. Da Kunststoff isolierend wirkt, können die elektrischen Ströme nicht in den Boden abgegeben werden. Außerdem wird die Kunststoffsohle durch die Bodenreibung zusätzlich aufgeladen. Auch synthetische Fasern bei der Kleidung erzeugen viel Reibung und damit eine hohe elektrische Ladung. Im Dunkeln kann man manchmal Blitze sehen, wenn man sich den Pullover über den Kopf zieht. Fasst man dann an einen metallischen Gegenstand oder aber die Hand des Chefs an, ist die elektrostatische Entladung bei Kunststofffasern besonders heftig. Ratsam sind daher Baumwoll- oder Naturfasen. Außerdem ist es möglich, Schuhe mit Ledersohle zu tragen.

Auch trockene Haut lässt sich bekämpfen. Am besten man greift dabei ebenfalls zu natürlicher Abhilfe. Früher hat man sich Fett ins Gesicht geschmiert, wenn es sehr kalt war. Die alten Griechen wussten ebenfalls schon, weshalb sie ihre Haut mit Olivenöl pflegen. Diese natürliche Pflege erhöht die Feuchtigkeit der Haut und nimmt ihr gleichzeitig das Potential zu allzu großer elektrostatischer Entladung. Ein Raumbefeuchter im Winter macht in vielerlei Hinsicht Sinn. Damit ist die Luft feuchter und kann mehr Ladung aufnehmen. Wer zu feinen Haaren neigt und sich daran stört, dass diese besonders gut zu Berge stehen, wenn sie elektrostatisch aufgeladen sind, sollte zu einem Shampoo mit hohem Feuchtigkeitsgehalt greifen. Auch heiße Fönluft schadet der Feuchtigkeit der Haare. Am besten ist es, man sorgt für einen ausgeglichenen Feuchtigkeitshaushalt der Haare und der Haut.

Ebenfalls eine Möglichkeit, die lästige überschüssige Ladung wieder loszuwerden, kann sein, einen geerdeten Gegenstand anzufassen. Lackiertes Metall beispielsweise leitet nicht so gut wie unlackiertes Metall. Daher kann auch der Griff zum Heizkörper, der geerdet ist, eine weniger schmerzhafte Entladung darstellen. Wenn man aus dem Auto aussteigt, hilft der Griff auf das Blech der Karosserie. Dabei ist wichtig, dass das Blech so lange angefasst wird, bis man mit beiden Füßen wieder fest auf dem Boden steht. Eine Alternative kann auch sein, die Autotür mit den Autoschlüsseln selbst zu berühren. Dann erfolgt die elektrostatische Entladung über die Schlüssel und nicht über die eigene Person.

Tatsächlich ist es auch personenabhängig, wie extrem man die elektrostatische Entladung selbst empfindet. Manchmal kann es sein, dass man, da man anfällig für trockene Haut ist, einen größeren Schreck durch die elektrostatische Entladung bekommt, als der Andere. Das kann mit der Größe des Körpers, der Beschaffenheit der Haut, der Flüssigkeitszufuhr oder selbst der Haarstruktur zusammenhängen. Wenn man dazu neigt, elektrostatische Entladungen öfter bei sich festzustellen, als bei anderen, kann man Vorsichtsmaßnahmen ergreifen. Beispielsweise ist es möglich, eine Münze mit sich zu nehmen und damit dann das leitfähige Material zu berühren. Auf diese Art vermeidet man zumindest den direkten Kontakt dessen mit der eigenen Haut.

Fazit: Höhe der elektrostatischen Entladung

Um vorzubeugen, dass sich das Ganze zu drastisch anhört, soll hier noch einmal auf die durchschnittliche Höhe der elektrostatischen Entladung eingegangen werden. Um es vorweg zu nehmen: Diese ist vergleichweise niedrig. Zwar wurden in Einzelfällen schon 15.000 Volt gemessen, normal sind aber eher Werte zwischen 2.000 und 5.000 Volt. Bei weniger als 2.000 Volt spürt man gewöhnlich nichts. Da man sich ja, wie gesagt, ständig auflädt und dann wieder ebenso permanent eine elektrostatische Entladung erfolgt, merkt man generell doch recht wenig von dieser Problematik. In diesem Zusammenhang muss sich demnach niemand größere Sorgen machen, von elektrostatischen Entladungen in größerem Umfang geschädigt zu werden.

Normalerweise ist die Problematik also vergleichsweise harmlos. Wer jedoch in einer Umgebung arbeitet, die schnell entzündlich sein kann, muss gegebenenfalls weitere Maßnahmen ergreifen. Das gilt beispielsweise für Industrien, in denen Hard Disks oder elektronische Kleinteile hergestellt werden. Beispielsweise reichen schon 5 Volt aus, um die extrem empfindlichen Leseköpfe von Hard Disks Schaden nehmen zu lassen. Bei elektrostatischen Entladungen, die 30 Volt überschreiten, können elektronische Komponenten beschädigt werden. Bei 50 Volt kommt es zu einem Funkenübersprung durch die elektrostatische Entladung, der zur Explosion empfindlicher Gase führen kann. Bei 100 Volt werden Daten auf magnetischen Datenträgern gelöscht. Diese Beispiele zeigen, dass die durchschnittlichen, als harmlos empfundenen Stromschläge zwischen 2.000 und 5.000 Volt in der Industrie durchaus gravierende Folgeschäden hervorrufen können. Daher müssen alle, die in diesem Bereich arbeiten, in diesem Zusammenhang besondere, antistatische Schuhe oder Handschuhe tragen.