Elektronik- und Luftgeräte GmbH, Bonn - Portal Schule Wirtschaft

Peter Bastgen
ELEKLUFT
Elektronik- und Luftgeräte GmbH, Bonn
Lehrplananbindung
Kopiervorlage / Unterrichtsinhalte, -ziele, -methoden
SI/II
S I / II
S I / II
Industrieunternehmen der Region (Sw, Ek, Ph)
(1) Unternehmensprofil der ELEKLUFT, Elektronik- und Luftfahrtgeräte GmbH, Bonn
(1) Das EMV Gesetz, CE-Zeichen (Information und Recherche)
Niederfrequente elektromagnetische Strahlung / Elektrische und magnetische
Felder / gesetzliche Grenzwerte / „Elektrosmog“ (Ph, Bio, Te)
(2) Definition der grundlegenden Größen (Information)
(2) Physikalische und biologische Wirkungen (Information, Aufgaben)
(3) Gesetzliche Grenzwerte (Information, Aufgaben)
(3) Biologische Auswirkungen (Information, Aufgaben)
(3) EM-Strahlung im Alltag (Information, Tabellen, Aufgaben)
(4) Spezielle Quellen: EMV von Computern (Information, Pressetexte, Aufgaben)
(4) Das EMV-Labor (Information)
(5) Spezielle Quellen: Hochspannungsleitungen (Information, Aufgaben)
Hochfrequente elektromagnetische Strahlung / gesetzliche Grenzwerte (Ch, Bio, Te)
(6) Hochfrequente elektromagnetische Strahlung (Information, Aufgaben)
(6) Vgl. von NF- und HF-Strahlung, Strahlenspektrum (Information, Aufgaben)
(7) Spezielle Hochfrequenzstrahler: Mikrowellengeräte (Information, Aufgaben)
I&S
Gesellschaft
für partnerschaftliche
Beziehungen
zwischen Industrie
und
Schule/Öffentlichkeit
Bonn 1997
Kontaktschule
Helmholtz Gymnasium Bonn
Helmholtzstraße 18
53123 Bonn
Tel.: (0228) 62 13 13
Ansprechpartner: Dr. Engels
Mitarbeit und fachliche Beratung
Dipl. Ing. (FH) H. Gembé (EMV-Zentrum Bonn, Bereich Industrial Services)
Dipl. Ing. H.-P. Merker (Leiter Presse- und Öffentlichkeitsarbeit)

Seite 2 ELEKLUFT Vollmer/Merschhemke: KIS Köln
Kopiervorlage 1
ELEKLUFT Bonn
Kommt man aus dem ländlichen Vorgebirge von
Norden aus nach Bonn, so gelangt man direkt auf
die Justus-von-Liebig-Straße, wo neben der
ELEKLUFT noch weitere High-Tech-Betriebe angesiedelt
sind.
Die ELEKLUFT wurde 1961 gegründet und ist ein
Tochterunternehmen der Daimler-Benz-Aerospace
AG. Das moderne und vielseitige Dienstleistungsunternehmen
beschäftigt an seinem Hauptsitz in
Bonn und an weiteren 35 Außenstellen in Deutschland
mehr als 1250 Mitarbeiter.
Als Dienstleistungsunternehmen stellt die
ELEKLUFT nicht in Massenfertigung eigene Produkte
her, sondern sie plant, errichtet, betreut und
betreibt technische Anlagen in individueller Abstimmung
mit ihren Auftraggebern.
Ein bedeutendes Standbein der ELEKLUFT sind
Schulungen. Das Schulungsspektrum beeinhaltet
Umschulungs-, Fortbildungs- und Qualifizierungsmaßnahmen
mit überwiegend technischer Ausrichtung.
Das Firmengelände der Elekluft in Bonn, vorne die Justus-von-Liebig Straße
EDV-Geräte werden in speziell ausgerichteten EMV-Testräumen auf
ihre EMV-Verträglichkeit überprüft. Hält das Gerät der Überprüfung
stand, darf der Hersteller das CE-Zeichen aufkleben.
Stellungnahme eines Computerherstellers zum EMV-Gesetz
„...Sicher hatten die europäischen Gesetzgeber nur gutes im Sinn
als sie die Gesetze zur elektromagnetischen Verträglichkeit verabschiedet
haben. Man muß es ja mal realistisch sehen:
Durch elektromagnetische Strahlung sind nachweislich Menschen
zu Schaden gekommen oder sogar getötet worden. Seien es nun
Herzschrittmacher, die in der Nähe von elektromagnetischen Feldern
aus dem Takt kamen oder Flugzeuge, die abgestürzt sind,
weil ein Rundfunksender die Elektronik durcheinander gebracht
hat.
Wie lebensbedrohlich so etwas sein kann, ohne daß man die Bedrohung
auch nur ahnt, habe ich einmal das zweifelhafte Vergnügen
gehabt, life zu erleben: Als meine älteste Tochter geboren
wurde, wollte ich die Großeltern noch aus dem Kreißsaal mit
meinem Mobiltelefon anrufen. Ich brauchte das Gerät nur einzuschalten,
und schon fing das Reanimationsgerät, welches im
Stand-By-Betrieb war und sich im gleichen Zimmer befand an,
verrückt zu spielen. Wenn das Gerät gerade im Nebenraum benutzt
worden wäre ....“
Ein wichtiges Betätigungsfeld ist ein Bereich, der gerade auch in
jüngster Zeit ins Blickfeld der Öffentlichkeit gerückt ist - die sogenannte
„Elektromagnetische Verträglichkeit von Geräten“
(EMVG).
Seit dem 31.12.1995 müssen die Hersteller von Apparaten, Systemen
und Anlagen, die elektrische oder elektronische Bauteile enthalten,
nachweisen, daß die entsprechenden Produkte in puncto
Störaussendung und Störanfälligkeit keine Probleme aufweisen.
Nur Geräte, die auf ihre elektromagnetische Verträglichkeit
geprüft worden sind, erhalten als Leistungsnachweis ein entsprechendes
Kennzeichen, das CE-Zeichen, das dir wahrscheinlich
schon öfters begegnet ist. Geräte ohne CE-Zeichen dürfen seit dem
31.12.1995 europaweit nicht mehr vertrieben werden.
Die ELEKLUFT bietet ihren Kunden die Prüfung von Störaussendungen
und Störanfälligkeit ihrer Geräte an und entwickelt ggf.
Maßnahmen zur Nachbesserung. Wenn die Überprüfung positiv
verlaufen ist, berechtigt die bei der ELEKLUFT gemessene Einhaltung
der geltenden europäischen Grenzwerte den Kunden zur
Anbringung des CE-Zeichens an das überprüfte Produkt.
Aufgaben:
1. Was versteht man unter EMV?
2. Suche Verkaufsprodukte, die mit dem CE-Zeichen
gekennzeichnet sind. Um welche Produkte handelt es sich
dabei und was soll mit dem CE-Zeichen ausgedrückt
werden?
3. Elektrische und elektronische Geräte werden auf ihre
Störanfälligkeit und auf Störaussendungen überprüft. Was
verbirgt sich hinter diesen Begriffen?
4. Warum ist es sinnvoll, daß möglichst strahlungsarme
Geräte verkauft werrden?
5. Welche Arten von Strahlen kennst du, und wie kannst du
dich dagegen schützen?
6. Welche Strahlen erscheinen dir gefährlich und welche
nicht?

Vollmer/Merschhemke: KIS Köln ELEKLUFT Seite 3
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Elektrische und magnetische Felder im Haushalt - niederfrequente Felder
Die meisten Geräte im Haushalt werden mit einer Wechselspannung von 220V/230V bei einer Frequenz von 50 Hz betrieben. Man
spricht in diesem Zusammenhang von niederfrequenten Feldern.
Elektrische Felder
Elektrische Felder entstehen, wenn elektrische Ladungen getrennt
sind. Durch die Ladungstrennung wird eine Spannung erzeugt. Je
größer diese Spannung ist, desto größer ist auch das elektrische
Feld.
Definition:
Die elektrische Feldstärke ist definiert durch:
E =
F
q
=
=
U
d
=
elektrische Kraft
Ladung
Spannung
Abstand
Die Einheit ist wird in [E] = m
V
angegeben.
Demzufolge nimmt die elektrische Feldstärke mit der Spannung
zu und mit dem Abstand von den Ladungsträgern ab. Elektrische
Felder können durch leitende Materialien sehr gut abgeschirmt
werden (Faraday-Käfig).
Wirkungen:
Direkt beobachtbare Wirkungen
Man geht über einen Teppich und berührt dann eine Türklinke.
Es kommt zu einem leichten „Schlag“.
Hierbei handelt es sich um eine Entladung zwischen unterschiedlich
aufgeladenen Gegenständen.
Aufladungen der Körperoberfläche treten erst bei höheren elektrischen
Feldern auf. Sie machen sich durch Kribbeln auf der
Haut oder durch Aufrichten der Haare bemerkbar. Die im
Haushalt auftretenden elektrischen Felder sind in der Regel
zu gering, um solche Effekte zu beobachten.
Es gibt aber Menschen, die dafür eine besondere Empfindlichkeit
besitzen.
☺ Obwohl die Effekte mitunter unangenehm empfunden werden,
sind sie doch nicht gefährlich.
Biologische Wirkungen
☺ Da der menschliche Körper zum großen Teil aus Wasser besteht,
dringen die elektrischen Wechselfelder kaum in den
Körper ein. Es kommt lediglich zu Oberflächeneffekten.
Magnetische Felder
Im Gegensatz zu elektrischen Feldern treten magnetische Felder
immer erst auf, wenn elektrische Ladungen bewegt werden, d.h.
wenn elektrische Ströme fließen. Je größer die Stromstärke ist,
desto höher ist auch die magnetische Feldstärke. In der Praxis
wird meist aber nicht die magnetische Feldstärke H, sondern die
magnetische Flußdichte B gemessen.
Definition:
Die magnetische Feldstärke (genauer: magn. Flußdichte) ist definiert
durch:
Die Einheit wird in [B] =
N
= T (Tesla) angegeben.
A m
Auch ihre Wirkung hängt entscheidend vom Abstand von der
Feldquelle ab. Magnetische Felder können im Gegensatz zu
elektrischen Feldern nur schwer abgeschirmt werden.
Wirkungen:
F
B = =
I s
Kraft
Stromstärke Länge
Allgemeine Eigenschaften
Wechselnde Magnetfelder induzieren ihrerseits in leitenden
Körpern wieder wechselnde elektrische Ströme: Wirbelströme
(Dynamoprinzip). Sie durchdringen ebenso wie statische
Magnetfelder Hauswände, fast alle Metalle und auch
menschliche Körper.
Biologische Wirkungen
Der Mensch besitzt im Gegensatz zu Zugvögeln, die sich am
Erdmagnetfeld (ca. 40 µT = 0,000040 T) orientieren, kein
Sinnesorgan, das direkt auf magnetische Felder reagiert.
Im menschlichen Körper bewegen sich mit dem Blutstrom elektrische
Ladungen, auf die äußere Magnetfelder wirken können.
Diese bewirken dann innere Körperströme bzw. induzieren
Wirbelströme. Diese können bei Überschreitung von
Schwellenwerten Nerven oder Muskeln erregen.
Grenzwerte
Die biologische Wirkung niederfrequenter elektromagnetischer Strahlung hängt von der Dichte der erzeugten inneren Körperströme
ab. Im menschlichen Körper sind von Natur aus Körperströme zwischen 1 mA/m² und 10 mA/m² (Gehirn und Herz) zu beobachten.
Die Strahlenschutzkommission geht davon aus, daß bei Körperstromdichten von weniger als 2mA/m² (auf Dauer) keine akute Gesundheitsgefahr
besteht. Dies ist nach dem jetzigen Kenntnisstand für elektrische Felder von weniger als 5kV/m und magnetische Flußdichten
von weniger als 100 µT bei 50 Hz gegeben (Quelle: BfS, Strahlenthemen, April 1995).
Aufgaben:
1. Elektrisierung im Alltag. Berichte über eigene Erfahrungen.
2. Forsche in deinem Haushalt nach Elektrogeräten, die nicht bei 220V/230V betrieben werden und suche nach Geräten, die eine
andere Frequenz als 50 Hz ausstrahlen.
3. Mache Vorschläge dafür, wie man elektrische Geräte so abschirmen kann, daß sie möglichst wenig strahlen.
4. Auf welchen Haushaltsgeräten ist ein Hinweis auf elektromagnetische Verträglichkeit zu finden?
5. Für welchen Personenkreis sind elektromagnetische Strahler gefährlich, auch wenn sie auf den menschlichen Organismus
kaum Wirkung zeigen?

Seite 4 ELEKLUFT Vollmer/Merschhemke: KIS Köln
Kopiervorlage 13
Wirkungen elektromagnetischer Felder auf den menschlichen Organismus - „Elektrosmog“
Elektromagnetische Felder kommen natürlicherweise in unserer
Umwelt vor. Beispiele sind die Strahlen der Sonne, von Gewittern
ausgehende elektrische Felder oder das statische Magnetfeld
der Erde.
Neben diesen natürlichen Strahlenquellen gehören
elektromagnetische Felder aus künstlichen Quellen zunehmend
zu den Umweltfaktoren. Deshalb geraten diese in den letzten Jahren
auch immer häufiger in das Blickfeld der Öffentlichkeit. Der
Begriff „Elektrosmog“ deutet an, daß die zunehmende künstliche
elektromagnetische Strahlung von vielen Menschen als Bedrohung
empfunden wird.
Tabelle 1
2 K örpe rs tromdichte n
in
mA/m
m
und
di
e
biologis che n Wirkunge n
>1000
1000
100
Deutliche Schädigungen möglich;
zusätzliche Herzkontraktionen;
Herzkammerflimmern
Gesundheitsgefahren möglich;
Veränderungen der Erregbarkeit des
zentralen Nervensystems
optische Sinneseindrücke;Berichte über
beschleunigte Knochenheilung
Keine bestätigten Wirkungen; nicht
10 gesicherte Berichte über individuelles
Unbehagen
1 keine gesicherten biologischen Effekte
Quelle: BfS, Strahlenthemen, April 1995
Das Wort „Elektrosmog“ ist eine journalistische Erfindung. Gemeint
sind mögliche Auswirkungen von elektrischen, magnetischen
und elektromagnetischen Feldern. Über dieses Thema wird in der
Öffentlichkeit viel diskutiert, leider ist dabei häufig ein Übermaß
an Ideologie und Weltanschauung mit im Spiel. Gesicherte Erkenntnisse
über Gesundheitsrisiken durch die vorhandenen elektromagnetischen
Quellen gibt es nicht.
Seit 1997 liegen die gesetzlich festgelegten Grenzwerte im
Niederfrequenzbereich von 50 Hz für die elektrische Feldstärke
bei 5 kV/m und für die magnetische Flußdichte bei 100 µT.
Es ist bekannt, daß empfindliche Personen elektrische Felder auch
unterhalb der Grenzwerte als Belästigung empfinden. Gesundheitsschäden
sind jedoch auch bei langfristiger Einwirkung nicht bekannt.
Magnetfelder erzeugen im menschlichen Organismus, dort wo
Ladungsträger transportiert werden, elektrische Ströme, sogenannte
Körperströme. Natürliche Körperströme sind notwendig für die
Aufrechterhaltung der Lebensvorgänge. Unter normalen Bedingungen
mißt man Körperströme zwischen 1 mA/m 2 und 10 mA/m 2 .
In der Tabelle 1 ist dargestellt, welche biologischen Effekte durch
unterschiedlich hohe Körperstromdichten hervorgerufen werden.
In den Tabellen 2 und 3 sind die Werte für die elektrische Feldstärke
und die magnetische Flußdichte einiger Haushaltsgeräte
dargestellt. Die Meßwerte wurden in den angegebenen Abständen
von den Geräten gemessen.
Ele ktris che
Fe lds tärke n
in
Ge bäude n in 30 cm Abs tand
vom Ge rät; Angabe n in V/m
Boiler
260
Stereoempfänger
180
Bügeleisen
120
Kühlschrank
120
Handmixer
100
Toaster
80
Haarfön
80
Farbfernseher
60
Staubsauger
50
Glühlampe
5
Q uelle: BfS, Strahlenthemen, April 1995
Gerät
Magnetische
Flußdichten von Haushaltsgeräten in unterschiedlichen
n
Abständen gemessen in Mikrotesla
Magnetische
Flußdichte
[µT]
im Abstand von
3 c
m
3 0
c
m
1m
Haarfön
6-2000
0,01
- 7 0,01-0,03
Trockenrasierer
15
- 1500
0,08
- 9 0,01 - 0, 3
Dosenöffner
1000
- 2000
3,5
- 30
0,07 - 1
Bohrmaschine
400
- 800
2 - 3, 5 0,08 - 0, 2
Waschmaschine
0,8
- 50
0,15
- 3 0,01 - 0,15
Computer
0,5
- 3, 0 0,01
Monitor
(Farbe)
5,6
- 10
0,45
- 1, 0 0,01 - 0,03
Fernsehgerät
2,5
- 50
0,04
- 2 0,01 - 0,15
Toaster
7 - 18
0,06
- 0,70,01
Q uelle: BfS, Strahlenthemen, April 1995
Tabelle 2 Tabelle 3
Aufgaben:
1. Betrachte die Tabelle 1.
-Wodurch entstehen im Körper die sogenannten Körperströme? Nenne Beispiele.
-Wie beeinflussen magnetische Felder die Körperströme?
2. Vergleiche die Zahlen in den Tabellen 2 und 3 mit den gesetzlich festgelegten Grenzwerten für elektrische und magnetische
Felder. Nenne Überschreitungen der Grenzwerte und mögliche Schutzmaßnahmen.

Vollmer/Merschhemke: KIS Köln ELEKLUFT Seite 5
Kopiervorlage 14
Elektromagnetische Verträglichkeit von Computersystemen
In den letzten Jahren galt ein besonderes Augenmerk der elektromagnetischen Verträglichkeit von Computersystemen,
d.h. von Computern und Bildschirmen. Dabei handelt es sich um Geräte, bei denen schnelle
Vorgänge gesteuert werden müssen. Im Computer muß der Datentransfer durch Taktfrequenzen synchronisiert
werden, und bei den Bildschirmgeräten wird ein Leuchtbild durch rasche, zeilenförmige Abtastung
des Leuchtschirmes erzeugt. Die rasante Zunahme solcher Systeme hat verschiedene Fragen und Probleme
hervorgerufen. Die folgenden Textausschnitte beleuchten einige dieser Fragestellungen und Probleme:
Computerwoche Nr. 24 vom 15.06.1990
Strahlungsarme Monitore sind Stiefkinder in den Unternehmen
Die Gelehrten streiten darüber, inwieweit die Abstrahlung
von Bildschirmen Folgen für den menschlichen Organismus
hat. Nachdem sich nicht einmal die Wissenschaftler über
den Umfang der gesundheitlichen Belastungen einig sind,
scheint das Thema für die Unternehmen nur am Rande interessant.
...In Schweden wurden vor Jahren strenge Sicherheitsnormen
erlassen, deren Grenzwertvorgaben für die elektrostatische
Aufladung sowie für die elektromagnetische
Feldemission deutlich unter den Werten liegen, die der Verband
deutscher Elektromechaniker (VDE) für unbedenklich
hält. Bei den Skandinaviern soll die elektrische Feldstärke
1 kV/m nicht übersteigen, der VDE setzt die Höchstgrenze
bei 40 kV/m an. Auch die Toleranzwerte für die magnetische
Induktion liegen deutlich unter den in Deutschland für
unbedenklich geltenden Richtwerten.
...Auch bei der Essener Ruhrkohle AG werden neu gekaufte
Monitore dem schwedischen Standard entsprechen. Doch
starkes Engagement für die Angelegenheit läßt das Betriebsratsmitglied
Hans-Jürgen Schneider nicht erkennen: „Wir
versuchen natürlich, die Belastung am Arbeitsplatz jedweder
Art so gering wie möglich zu halten. Aber auf der anderen
Seite spielen natürlich finanzielle Aspekte eine Rolle,
die der Betriebsrat auch im Auge behalten muß, da er schon
wirtschaftliche Mitverantwortung trägt. Wenn Gerätschaften
da sind, die nicht eindeutig als gesundheitsgefährdend ausgewiesen
werden, dann ist es natürlich schwierig, Bildschirme
besserer Qualität zum Einsatz zu bringen, vor allem,
wenn letztendlich die Gefährdung nicht einwandfrei bewiesen
ist.
Aus einem Bericht eines Herstellers elektronischer Geräte
Elektromagnetische Verträglichkeit ist mittlerweile zum Reizwort
unserer Branche geworden. Denn am 31.12.1995 ist
die Übergangsregelung oder besser Schonfrist ausgelaufen,
die es immer noch ermöglichte, elektronische Geräte
zu verkaufen, die den neuen gesetzlichen Richtlinien nicht
entsprechen. Ab dem 1.1.1996 müssen alle elektronischen
Geräte, die in der „Europäischen Union“ verkauft werden,
das CE-Zeichen tragen.
... Durch elektromagnetische Strahlung sind nachweislich
Menschen zu Schaden gekommen oder sogar getötet worden.
..... Aber es gibt auch jede Menge banale Störwirkungen.
Hatten Sie schon einmal Bild- oder Tonstörungen
im Fernsehen, wenn eine Küchenmaschine eingeschaltet
wurde? Oder stürzt Ihr Computer ab, wenn der Staubsauger
vorbeifährt? All solche Phänomene sind ab 1996 nicht
mehr erlaubt.
Aus einer Presseinformation des Bundesministers für
Verkehr (4/1998: www.bmv.de)
Zu den wesentlichen Punkten einer Novellierung des
Luftverkehrsgesetzes gehört die Erfassung aller Arten von
elektronischen Geräten als potentiell „gefährliche“ Gegenstände
für den Betrieb eines Luftfahrzeuges. Schon jetzt
sind die Luftverkehrsunternehmen aufgefordert, aus Sicherheitsgründen
dafür Sorge zu tragen, daß Passagiere ihre
Handys, Cd-Player und Videokameras abschalten.
Messung der EMV im Prüflabor
Die Firma Elekluft hat sich auf die Untersuchung und die Verbesserung
der elektromagnetischen Verträglichkeit von Computern
spezialisiert. Durch gezielte elektronische Manipulation werden
Computer so eingerichtet, daß sie möglichst wenig störanfällig
sind und daß sie möglichst geringe Störstrahlung abgeben.
Wenn der entsprechend eingerichtete und getestete Computer die
Grenzwerte einhält, darf er das CE-Zeichen tragen. Geringste Änderungen
am Computer führen aber in der Regel zu einem Verlust
seiner Störstrahlfestigkeit:
In den Entwicklungs- und Prüflaboratorien werden die Dämpfungsglieder
so ausgewählt, daß der Computer bei einer bestimmten
Prozessorfrequenz gegen Störungen von außen abgeschirmt ist
und daß er selber möglichst wenig Störstrahlung nach außen abgibt.
Ändert man nun die Prozessorfrequenz, so können einfache
Drahtbrücken, die bislang unkritisch waren, zu Sende- oder Empfangsantennen
werden. Ebenso kann eine entfernte Metallplatte
am Gehäuse die Strahlungscharakteristik verändern.
Aufgaben:
1. Lies die drei Textpassagen. Wie hat sich die Diskussion um
die elektromagnetische Verträglichkeit von Computern und
Bildschirmen in den letzten 10 Jahren verändert?
2. Wieso wird es zunehmend wichtig, möglichst günstige Werte
für die elektromagnetische Verträglichkeit von Computern
zu erzielen?
3. Welche Gefahren birgt der Einsatz elektronischer Geräte im
Flugzeug?
4. Untersuche den Einfluß deines Computers/Laptops auf ein
Radiogerät in der Nähe, dessen Sender du durchtrimmst.
5. Untersuche die Störstrahlung deines Computers oder Monitors
mit einem entsprechenden Sensor. Vergleiche auch die
Störstrahlung eines Monitors alter Bauweise mit der eines
Gerätes neuerer Bauweise (z.B. Conrad Electronic:
TriFieldMeter).

Seite 6 ELEKLUFT Vollmer/Merschhemke: KIS Köln
Kopiervorlage 15
Gesundheitsrisiken durch elektrische und magnetische Felder der Stromversorgung ?
Das Stromnetz in Deutschland
Hochspannungstrassen mit einer Gesamtlänge
von mehr als 30000 Kilometer durchziehen das
Land kreuz und quer.
Der in den Hochspannungskabeln fließende
Strom erzeugt elektrische und magnetische
Wechselfelder mit einer Frequenz von 50 Hz.
Zur Stromversorgung werden üblicherweise
Hochspannungsleitungen mit 110 kV, 220 kV
und 380 kV betrieben.
Die Dichte des Stromnetzes hat dafür gesorgt, daß in den Medien
häufig auf die Hochspannungsleitungen hingewiesen wird, wenn
vor Elektrosmog gewarnt wird. Dabei wird das öffentliche Stromnetz
nicht selten in Zusammenhang gebracht mit Unwohlsein,
Schlaflosigkeit, Allergien und sogar Krebs.
Die magnetischen Felder in der Nähe von Hochspannungsleitungen
lassen sich nur mit erheblichem Aufwand abschirmen. Allerdings
treten hohe magnetische Feldstärken auch nur selten auf.
Elektrische Felder werden schon durch Bäume, Häuser oder Hügel
verzerrt. Leitende Materialien (Hauswände) schirmen sie bis
zu 90% ab.
Die im Bereich von Hochspannungsleitungen gemessenen
Werte für die elektrischen und magnetischen Felder kannst
du den Abbildungen entnehmen.
Grenzwerte und ihr Zustandekommen
Für die vorhandene niedrigfrequente Strahlung (50 Hz) hat die
Strahlenschutzkommission (SSK) als beratendes Gremium des
Bundesumweltministeriums folgende Grenzwerte empfohlen, bei
der akute Gesundheitsgefährdungen bei Dauerbelastung nach dem
aktuellen Erkenntnisstand auszuschließen sind:
elektrische Feldstärke: < 5 kV / m
magn. Flußdichte: < 100 µT
Für kürzere Zeiten sind höhere Werte zulässig.
Für Herzschrittmacher oder andere elektronische Implantate gelten
geringere Grenzwerte:
elektrische Feldstärke: < 2,5 kV / m
magn. Flußdichte: < 20 µT
Diese Grenzwerte werden im Haushalt bereits bei einem Abstand
von ca. 30 cm vom Sender unterschritten.
Die Grenzwerte leiten sich aus den bekannten biologischen Wirkungen
innerer Körperströme ab, die von äußeren Feldern hervorgerufen
werden.
Empfindliche Menschen können elektrische Felder jedoch bereits
ab 1kV/m wahrnehmen, indem sie z.B. Hautkribbeln oder
Vibrationen von Körperhaaren wahrnehmen. Ernsthafte Gesundheitsschäden
sind bei diesen geringen Feldstärken jedoch auch
bei langfristigem Einwirken nicht bekannt.
Ergebnisse medizinischer Studien
Seit 1979 wurde eine Vielzahl medizinischer Untersuchungen mit
dem Ziel durchgeführt, einen Zusammenhang zwischen schwachen
Magnetfeldern und Krebserkrankungen beim Menschen zu
ermitteln.
Dabei stand die Frage im Vordergrund, ob Personen häufiger erkranken,
wenn sie über lange Zeit dem Einfluß schwacher Magnetfelder
ausgesetzt sind. Die Ergebnisse lassen keinen eindeutigen
Schluß zu.
Ein häufiges Beurteilungsproblem liegt darin begründet, daß die
geringe Anzahl der tatsächlich nachgewiesen Erkrankungen im
Rahmen der Studien zu hoher statistischer Unsicherheit führt.
Aufgaben:
1. Beschreibe und deute die in den Abbildungen dargestellten Kurvenverläufe.
2. Beurteile die gesundheitlichen Risiken durch elektrische und magnetische Felder im Bereich von Hochspannungsleitungen mit
Blick auf die genannten Zahlen und Fakten.
3. Für welche Bevölkerungsgruppe besteht ein erhöhtes Risiko und wie können sich diese Personen schützen?
4. Sind Netzfreischalter, die die elektromagnetische Strahlung im Haushalt reduzieren, aus strahlenhygienischer Sicht notwendig?
5. Recherchiere im Internet unter dem Stichwort Elektrosmog. Diskutiere die zur Zeit gültigen Grenzwerte für die elektromagnetische
Strahlung anhand der gefundenen Standpunkte und Argumente.

Vollmer/Merschhemke: KIS Köln ELEKLUFT Seite 7
Kopiervorlage 61
Hochfrequente elektromagnetische Strahlung - Mikrowellenherde und Mobilfunktelefone
Hochfrequente elektromagnetische Strahlung (kurz HF-Strahlung)
breitet sich wie niederfrequente Strahlung mit Lichtgeschwindigkeit
aus. Die von ihr erzeugten elektromagnetischen Wechselfelder
unterscheiden sich aber in der Anzahl der Schwingungen
pro Sekunde. Während z.B. das niederfrequente Wechselfeld des
öffentlichen Stromnetzes eine Frequenz von 50 Hz aufweist (50
Schwingungen pro Sekunde) reicht HF-Strahlung von 30 MHz
oder 30.000 Schwingungen pro Sekunde (Radiowellen) bis an das
Ende des Mikrowellenbereichs bei 300 GHz oder 300 Milliarden
Schwingungen pro Sekunde (siehe Schema Spektrum der elektromagnetischen
Strahlung).
HF-Strahlen werden im allgemeinen von einer Antenne abgestrahlt.
Dabei übertragen sie in Ausbreitungsrichtung Energie. Als Maß
für die Stärke einer Hochfrequenzstrahlung wird häufig die
Leistungsflußdichte in Watt pro m 2 angegeben , die dem Produkt
der elektrischen und magnetischen Feldstärken entspricht.
Hochfrequente Felder im Alltag
In unserem Alltagsleben beobachten wir eine ständige Zunahme
der Hochfrequenz-Strahlung: Mikrowellengeräte, elektronische
Warensicherungen in Kaufhäusern, Rundfunk, Fernsehen und
Mobiltelefone arbeiten auf der Basis von HF-Strahlung.
Ausschnitt aus dem Strahlenspektrum
Biologische Wirkung
Haupteffekt: Es entsteht Wärme. Durch die Einwirkung von HF-
Strahlung wird biologisches Gewebe erwärmt. Diesen an sich unerwünschten
Effekt nutzt man in der Küche durch die Verwendung
von Mikrowellengeräten.
Wie tief HF-Strahlung in biologisches Gewebe eindringt, hängt
von ihrer Frequenz ab: Bei den Mobilfunkfrequenzen von etwa
1 GHz beträgt die Eindringtiefe in den menschlichen Körper zwischen
1 und 10 cm, bei Frequenzen über 10 GHz, wie sie bei
Radargeräten vorkommen, sind es oft weniger als ein Millimeter.
Gesetzliche Grenzwerte für technisch erzeugte HF-Strahlung
Maßgebend für die biologische Wirkung von HF-Strahlung ist
die vom Körper aufgenommene Strahlungsleistung. Weltweit an-
Aufgaben:
1. Berechne die Wellenlängen der elektromagnetischen Strahlung
eines Haarföns, einer Rundfunk-Mittelwelle, eines D-
Netz-Handys und eines Mikrowellengerätes nach der Formel:
c = f •λ
wobei c = Lichtgeschwindigkeit (3 x 10 8 m/s), f = Frequenz
(Werte sind angegeben, siehe oben) und λ = Wellenlänge
(Werte aus der Formel berechnen).
2. Berechne die jeweiligen Wellenlängen die den im Spektrum
oben angegebenen Frequenzen der elektromagnetischen Strahlung
entsprechen.
3. In welchem Verhältnis stehen Wellenlänge und Frequenz der
elektromagnetischen Strahlung zueinander?
erkannte Basisgröße für thermische Wirkungen ist die Spezifische
Absorptionsrate (SAR), ihre Maßeinheit ist Watt pro Kilogramm
Körpergewicht (W/kg). Biologische Wirkungen werden erst beobachtet,
wenn ein Schwellenwert überschritten ist, der zu einer
Erhöhung der Körpertemperatur von mehr als 1 Kelvin führt. Bei
gesunden Menschen führen SAR-Werte von 1-4 W/kg innerhalb
von 30 Minuten zu einer solchen Erhöhung der Körpertemperatur.
Die Strahlenschutzkomission hält einen SAR-Basisgrenzwert für
die allgemeine Bevölkerung von 0,08 W/kg bei Dauerbelastung
über den ganzen Körper gemittelt für ausreichend. Für beruflich
mit HF-Strahlung belasteten Personen wurde international ein
Grenzwert von 0,4 W/kg festgelegt.
4. Informiere dich im Schulbuch über Wellenlängen und Frequenzen
des sichtbaren Bereichs der elektromagnetischen
Strahlung.
5. Bei der Verwendung von Handys hat man eine lokale Erwärmung
von Auge und Ohr um 1-2 °C gemessen. Die
Strahlenschutzkomission hat Grenzwerte empfohlen, die eine
übermäßige Erwärmung vermeiden. Bei Handys mit Spitzenleistungen
bis 2 Watt im D-Netz werden diese Grenzwerte
eingehalten. Worin liegt die grundsätzliche Schwierigkeit,
Grenzwerte nach der SAR für Handys festzulegen?
6. Elektrische und elektronische Geräte werden in zunehmendem
Maße so abgeschirmt, daß möglichst wenig elektromagnetische
Strahlung freigesetzt wird. Warum trifft diese
Aussage für Mobiltelefone nicht zu?

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Kopiervorlage 71
Hochfrequente Strahlung: Gesundheitliche Risiken durch Mikrowellenkochgeräte
Text gekürzt aus Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) 20. März 1991
Bei der Frage nach möglichen gesundheitlichen Risiken
durch die Anwendung von Mikrowellenkochgeräten sind
zwei Aspekte zu berücksichtigen: Erstens Nährwertveränderungen
durch die Mikrowellenbehandlung der Lebensmittel
im Gerät und zweitens etwaige Risiken durch die Mikrowellenstrahlung
in der Umgebung der Geräte.
Die im Innern der Geräte erzeugte Mikrowellenenergie wird von
den Lebensmitteln absorbiert und führt so zu deren Erwärmung.
Wegen der größeren Eindringtiefe der Mikrowelle im Vergleich
zur Wärmestrahlung kann das Auftauen, Aufwärmen oder Kochen
mit Mikrowellenkochgeräten insbesondere bei kleinen Mengen
zeitsparender sein, als der Gebrauch anderer Wärmeenergiequellen.
Erforschung möglicher Nährwertveränderungen durch
Mikrowellen
Vom Institut für Strahlenhygiene des BfS wurden mehrere hundert
experimentelle Forschungsarbeiten über Aspekte der
Mikrowellenbehandlung von Lebensmitteln tierischer und pflanzlichen
Herkunft ausgewertet. Im einzelnen ging es darum, inwieweit
die Mikrowellenbehandlung spezifische Nährwertveränderungen
hervorruft. Maßstab hierfür waren Veränderungen,
die als Konsequenz konventioneller Erhitzungsverfahren auftreten.
Effekte auf zahlreiche Lebensmittelmerkmale (Proteine,
Aminosäuren, Fette, Fettbegleitstoffe, Kohlenhydrate, Wasser- und
Gewichtsverluste, Mineralstoffe, Spurenelemente, Vitamine und
Provitamine, Enzyme, toxische Stoffe) wurden ausführlich erörtert.
Es zeigt sich, daß der gegenüber herkömmlichen Methoden unterschiedliche
Zeit- und Temperaturverlauf bei der Mikrowellenbehandlung
spezifische Wirkungen auf Lebensmittel ausübt. Werden
die speziellen Garvorschriften für Mikrowellenherde nicht
beachtet, so kann es durch Überhitzen oder durch eine nicht ausreichende
Erwärmung zu einer gesundheitlich bedenklichen Veränderung
der Lebensmittel kommen.
Bei Einhaltung der Garvorschriften zeigt sich jedoch, daß die
Nährwertveränderungen denen bei konventioneller Erwärmung
entsprechen. Dies bedeutet, daß die Mikrowellenbehandlung von
Lebensmitteln auf keinen Fall schädlicher ist als konventionelle
Zubereitungsverfahren.
Gefahr durch „Leckstrahlung“?
Eine vor längerer Zeit durchgeführte Überprüfung der Leckstrahlung
an mehr als 100 privat genutzten Mikrowellenkochgeräten
hat gezeigt, daß die unter Standardbedingungen gemessenen
lntensitäten von Mikrowellen außerhalb der Geräte weit unter
dem Emissionsgrenzwert von 5 mW/cm 2 liegen.
Eine Überprüfung dieser Ergebnisse an modernen auf dem Markt
befindlichen Geräten ist geplant. Mit zunehmendem Abstand
vom Gerät nimmt die Mikrowellenintensität rasch ab. In 30 cm
Entfernung ist noch etwa fünf bis zehn Prozent der an der Oberfläche
des Gerätes gemessenen Mikrowellenintensität vorhanden;
in einem Meter Entfernung ist dieser Wert auf ein bis drei Prozent
abgesunken.
Sicherheitsvorrichtungen
Während der Mikrowellenbehandlung von Lebensmitteln sorgen
Abschirmmaßnahmen dafür, daß von der Mikrowellenstrahlung
so wenig wie möglich nach außen gelangt. Eine weitere Sicherheitsmaßnahme
sorgt über eine technisch mehrfach angelegte
Schutzvorrichtung für eine zuverlässige Abschaltung des Geräts,
sobald die Tür des Gerätes geöffnet wird.
Fazit:
Bei technisch einwandfeien Geräten besteht keine Gefahr für besonders
schutzbedürftige Personen wie Schwangere oder Kleinkinder.
Es besteht auch keine Krebsgefahr. Durch den zur Stromversorgung
erforderlichen Transformator im Mikrowellenherd
wird allerdings ein niederfrequentes Magnetfeld erzeugt, das bei
einigen besonders empfindlichen Herzschrittmachern in unmittelbarer
Nähe der Herde (bis zu ca. 30 cm) zu Beeinflussungen
führen kann.
Die Verwendung von Mikrowellenkochgeräten kann als gesundheitlich
unbedenklich angesehen werden, wenn die technischen
Sicherheitsvorschriften und die Garvorschriften eingehalten werden.
Bei beobachteten Mängeln, zum Beispiel sichtbare Veränderungen
an der Tür, Verschleißerscheinungen durch intensive Benutzung
oder bei älteren Geräten, ist jedoch eine Überprüfung der
Geräte durch den Kundendienst sowie gegebenenfalls die Beseitigung
der Mängel oder der Ersatz veralteter Geräte zu empfehlen.
Aufgaben:
unterbricht den Stromkreis
bei Türgriffbetätigung
Mechanische
Verriegelung
durch Griffleiste
unterbricht
den Stromkreis
beim Öffnen
der Tür
1.Fasse die Diskussion um mögliche Gesundheitsgefährdungen
durch Mikrowellengeräte in wenigen Sätzen zusammen.
2.Untersuche mit einem Mikrowellenlecktester das Mikrowellengerät
zu Hause:
- Stelle ein Glas Wasser in den Mikrowellenherd und notiere
dabei besonders diejenigen Zonen um das Gerät, in denen
die Strahlung besonders hoch ist (Tester auf keinen Fall in
das Mikrowellengerät legen!);
- notiere Typ, max. Leistung und Baujahr des Gerätes;
- untersuche ggf. den Zusammenhang zwischen Leistung und
Störstrahlung.

Vollmer/Merschhemke: KIS Köln ELEKLUFT Seite 9
Didaktische Kopiervorlage Bemerkungen 1
Einsatzmöglichkeiten der Arbeitsblätter im Unterricht und Anbindung an die Lehrpläne
Die Arbeitsblätter können sinnvolle Bereicherungen folgender Schwerpunkte sein:
Elektrizität:
- Der elektrische Stromkreis
- Elektromagnetismus
Wellen
- elektromagnetische Wellen: Radiowellen, Mikrowellen
- Energie elektromagnetischer Wellen
- erzwungene Schwingungen: Resonanz
Energie
- elektromagnetische Energie
- Transport von Energie
Experimente
- Schülerexperimente zu Hause
- Freihandversuche in der Schule
Fächerübergreifende Aspekte
- Technik: Einfluß elektromagnetischer Strahlung auf Computer,
Flugzeuge und andere Objekte
- Biologie: Strahlenwirkung
- Umwelterziehung: Elektrosmog
In der Schulbuchliteratur wird ausführlich auf die radioaktive
Strahlung, deren Wirkung auf den menschlichen Körper eingegangen;
eine Auseinandersetzung mit der niedrig- und
hochfrequenten elektromagnetischen Strahlung, die durch Objekte
unserer technisierten Umwelt emittiert bzw. absorbiert werden,
findet jedoch kaum statt.
Informationen, Bemerkungen, Lösungen zu den Kopiervorlagen
Kopiervorlage 1
Auf der Kopiervorlage wird das Bonner Unternehmen ELEKLUFT
vorgestellt. Dabei wird vor allem der Geschäftsbereich
„Meßeinrichtungen zur Erfassung der elektromagnetischen Verträglichkeit
von Geräten“ (EMV-Labor) akzentuiert.
Es werden die wesentlichen Begriffe zur elektromagnetischen
Verträglichkeit genannt. In den Aufgaben werden erste Erfahrungen
mit EMV und den damit zusammenhängenden Problemen
thematisiert.
Die Aufgaben und Fragestellungen ermutigen die Schüler zu einer
sowohl kognitiven als auch affektiven Auseinandersetzung mit
dem Themenkomplex „Elektromagnetische Strahlung“. Dieses
Prinzip wird auch auf den folgenden Arbeitsblättern beibehalten.
Kopiervorlage 2
Nennung der grundlegenden Begriffe zum Thema „elektromagnetische
Felder“. Angesprochen werden Schülerinnen und Schüler
der S I, weil es für sie wichtig ist, sich mit den grundlegenden
Einheiten zu befassen, um entsprechende Tabellen und Diagramme
richtig einordnen zu können. Hintergrund hierfür ist die Tatsache,
daß das Thema elektromagnetische Strahlung verstärkt ins
Blickfeld der öffentlichen Meinung rückt, weil zunehmend die
Gefährdungspotentiale durch Störstrahlungen für Mensch und
Maschine im Technologiezeitalter diskutiert werden.
Kopiervorlage 4
Die Kopiervorlage fokussiert das Augenmerk auf die EMV von
Computersystemen. Das Thema ist vor allem deswegen bedeutsam,
weil die Steuerung vieler sensibler Prozesse in unserer technisierten
Welt durch Computer geregelt wird und weil Störstrahlungen
hierbei zu weitreichenden Konsequenzen führen können.
Beispiel hierfür sind die Irreführung von Bordcomputern in
Flugzeugen oder die Beeinflussung von Überwachungssystemen
in Krankenhäusern durch Strahlenquellen.
Das Thema enhält aber zusätzlich einen gesundheitshygienischen
Aspekt: Die Schüler haben erfahren, daß die elektromagnetische
Strahlung mit der zunehmender Entfernung von der Strahlenquelle
drastisch abnimmt. Während die Menschen sich vor der
elektromagnetischen Strahlung ihres Fernsehgerätes schützen
können, indem sie einen größeren Abstand zum Bildschirm halten,
ist das bei Computerbildschirmen nicht möglich. Da der moderne
Mensch zusätzlich häufig viele Stunden am Tag vor dem
Computerbildschirm verbringt, ist deren Strahlungsintensität und
deren Auswirkung auf die Gesundheit ein in der Gesellschaft diskutiertes
Thema.
Das Arbeitsblatt kann zusätzlich als Vorlage für eigene Messungen
der elektromagnetischen Strahlung mit verschiedenen Geräten
dienen. Der Autor hat das Gerät „TriFieldMeter“ der Firma
Alpha Lab, Salt Lake City, USA verwendet, das in Deutschland
von Conrad Elektronic für etwa 300,- DM vertrieben wird.
Kopiervorlage 3
Die Kopiervorlage beleuchtet zum einen die Wirkung niederfrequenter
elektromagnetischer Strahlung auf lebende Organismen.
Weiterhin sollen die genannten Zahlen und Fakten zu Strahlenwerten
und gesetzlich festgelegten Grenzwerten dazu dienen, die
in der Öffentlichkeit geschürte Angst vor elektromagnetischer
Strahlung zu relativieren, die durch den Begriff „Elektrosmog“
zum Ausdruck gebracht wird. Dabei geht es wohlgemerkt nicht
um eine Verharmlosung der Problematik, sondern darum, daß die
Schüler die öffentliche Diskussion zum Thema kompetent mitverfolgen
können.
Kopiervorlage 5
Ein weiterer Schwerpunkt in der öffentlichen Diskussion um die
gesundheitliche Gefährdung durch elektromagnetische Strahlung
ist das von Hochspannungsleitungen ausgehende Gefährdungspotential.
Der Vergleich der durch den Gesetzgeber festgelegten
Grenzwerte für elektrische und magnetische Felder mit den tatsächlich
gemessenen Werten belegt zunächst einmal, daß die
Gesundheitsrisiken gering sind. Andererseits sollen die Schüler
aber auch erkennen, daß es sich bei den aktuell gültigen Grenzwerten
um sogenannte „politische Grenzwerte“ handelt, die einen
Kompromiß zwischen dem „Machbaren“ und dem „Notwendigen“
darstellen. Die Grenzwerte sagen lediglich aus, daß ausgehend
vom jetzigen Kenntisstand bei Einhaltung der Normwerte
keine Auswirkungen zu befürchten sind.

Seite 10 ELEKLUFT Vollmer/Merschhemke: KIS Köln
Didaktische Kopiervorlage Bemerkungen 1
Kopiervorlage 6
Auf diesem Arbeitsblatt werden hochfrequente Strahler mit niederfrequenten
Strahlenquellen verglichen. Die Schüler sollen erkennen,
daß Sendeeinrichtungen zu den häufigsten hochfrequenten
Strahlenquellen im Alltag gehören. Aus dieser Tatsache ergibt sich
ein praktisches Problem der Abschirmung: Anders als bei niederfrequenten
elektromagnetischen Strahlenquellen wäre eine optimale
Abschirmung dieser auf die Abstrahlung von Sendeimpulsen
angewiesenen Geräte der Funktion abträglich und wird folglich
selbstverständlich nicht angestrebt.
Die Schüler lernen weiterhin, daß anders als bei niederfrequenter
elektromagnetischer Strahlung, die biologische Wirkung
hochfrequenter Strahlung darin besteht, organisches Gewebe zu
erwärmen, wie das am Beispiel des Mikrowellenherdes eindrucksvoll
nachvollzogen werden kann.
Kopiervorlage 7
Thematisiert werden Sicherheitsaspekte im Umgang mit und
Gesundheitsgefährdungen durch Mikrowellengeräte.
Zur Bearbeitung der Aufgaben sollten sogenannte Mikrowellenlecktester
zur Verfügung stehen, die ebenfalls bei Conrad
Elektronic zu erhalten sind. Diese Geräte ermöglichen qualitative
Aussagen zur Stärke der Felder.
Hintergrundinformationen
ELEKLUFT
Die ELEKLUFT ist eine 100%ige Tochter der Daimler-Benz
Aerospace und wurde 1961 gegründet. Sie ist ein herstellerunabhängiges
Dienstleistungsunternehmen mit Hauptsitz in Bonn
und mehr als 35 Außenstellen in ganz Deutschland, sowie im europäischen
Ausland.
Mit seinen über 1250 Mitarbeitern stellt das Unternehmen seinen
Kunden das gesamte Spektrum technischer Dienstleistungen zur
Verfügung. Die Palette reicht von der Planung, Vernetzung und
Realisierung elektronischer Systeme über die Beratung, Schulung
und Dokumentationserstellung bis hin zum Betrieb und zur Betreuung
technischer Anlagen und Einrichtungen. Zu den Kunden
zählen u.a. Ministerien, Behörden und Verbände, sowie mittelständische
und große Unternehmen des Handels und der Industrie.
Die ursprünglich rein technisch ausgerichtete Firma wurde schon
bald nach Firmengründung gefragter Ratgeber für technische Probleme
und Aufgabenstellungen. Als 1970 ELEKLUFT-Spezialisten
sehr erfolgreich einen kleinen Kreis von Luftwaffentechnikern
Radarkenntnisse vermittelten, wurde die Idee geboren, technische
Fortbildungsmaßnahmen professionell anzubieten. Schulungsmaßnahmen
als Dienstleistungsangebot entwickwelten sich in der
Folge zu einem wichtigen Standbein des Unternehmens. Der Bau
eines Ausbildungszentrums in Bonn-Endenich in der Euskirchener
Straße war die logische Folge dieser Entwicklung.
Anfang der 80er Jahre wandte man sich verstärkt zivilen Märkten
zu, wie der Raumfahrt, der Flugsicherung und anderen zivilen Industriezweigen.
Zu den ersten zivilen Auftraggebern gehörte das
Arbeitsamt Bonn. Umschulungen, Qualifizierungen, Anpaßausbildungen
und Mitarbeit bei der Schaffung neuer Berufsbilder gehörten
jetzt auch zum Repertoire der Schulungsabteilung. Das
Schulungsangebot reicht insgesamt vom PC-Wartungstechniker
über den PPS-Anwendungstechniker bis hin zum Facility Manager.
Alleine die DV-Schulungsabteilung bietet auf dem Gebiet der
DV- oder IT-Fortbildung 60 Standardkurse an. Darüber hinaus
befaßt man sich hier mit Themen wie objektorientierte Softwareentwicklung,
Netzwerkmanagement und Servicemanagement.
Neben der Schulung ist das hochmoderne EMV-Zentrum einer
der wachstumsstärksten Unternehmenszweige der Elekluft. Hierbei
kam dem Unternehmen zweierlei zugute: Zum einen waren
die Kompetenzen und das Know-how für den Aufbau einer solchen
Einrichtung aus der Tradition einer technisch ausgerichteten
Firma vorhanden, und zum anderen wirkt sich die EMV-Gesetzgebung
günstig aus. Den gesetzlichen Anforderungen entsprechend
müssen die Hersteller elektronischer und elektrischer Geräte nachweisen,
daß die von ihnen in den Handel gebrachten Geräte den
Anforderungen an die elektromagnetische Verträglichkeit genügen.
Die Elekluft führt die entsprechenden Messungen durch und
ist zur Vergabe des entsprechenden Gütesiegels CE berechtigt.
EMV und CE-Zeichen
Die CE-Zertifizierung ist durch die Europäische Richtlinie 89/
336/EWG „Elektromagnetische Verträglichkeit“ (EMV auf Geräte
der Informationstechnik (ITE) ausgeweitet worden.
Die EMV-Richtlinie beziehungsweise das EMV-Gesetz (EMVG),
wurde bereits 1992 in Deutschland in nationales Recht umgesetzt.
Am 31.12.1995 endete eine dreijährige Übergangsfrist. Das
EMVG bezieht sich sowohl auf Grenzwerte für die Strahlung der
Systeme, als auch auf deren Empfindlichkeit gegenüber anderen
strahlenden Geräten. Ab dem 1.1.1996 müssen alle Komplett-
Systeme diese Richtlinien einhalten. Für einzeln verkaufte Komponenten
gilt dies ebenfalls (z.B. Netzkarten, Monitore, Mäuse).
Um die Einhaltung der EN (Europäische Norm) zu belegen, ist
ein meßtechnischer Nachweis erforderlich. Prüfprotokolle anerkannter
Institutionen (Meßlabors) haben Rechtskraft und können
nicht angezweifelt werden.
Durch die CE-Konformitätserklärung erklärt der Hersteller (ein
PC-Händler wird beim Zusammenbau von Computern aus verschiedenen
Komponenten zum Hersteller) die Übereinstimmung
seiner Produkte mit den anwendbaren Eu-Richtlinien. Der Hersteller
versichert damit, den nationalen Aufsichtsbehörden, daß
seine Produkte den festgelegten Sicherheits- und Gesundheitsvorschriften
entsprechen.
Das CE - Zeichen ermöglicht einem Gerät quasi als „Reisepaß“
den Zugang zum gesamten europäischen Markt. Geräte ohne
CE-Zeichen dürfen nicht in Umlauf gebracht werden. Schon in
der Konzeptphase muß daher das Thema EMV mitberücksichtigt
werden.

Vollmer/Merschhemke: KIS Köln ELEKLUFT Seite 11
Didaktische Kopiervorlage Bemerkungen 1
Störquellen
Diese können zwei unterschiedlichen Kategorien zugeordnet werden.
Sie gehören entweder zum selektiven Frequenzspektrum
(Schmalbandstörer) oder zum kontinuierlichen Frequenzspektrum
(Breitbandstörer).
Zum selektiven Frequenzspektrum zählt man u.a. Datenverarbeitungsanlagen,
HF-Schweißgeräte, Mikrowellengeräte, Schaltnetzteile,
HF-Generatoren, Ultraschallgeräte oder Radio- bzw. TV-
Empfänger.
Zu den Geräten mit kontinuierlicher Frequenzstrahlung gehören
Geräte wie z.B. Leitungshalbleiter, Elektroschweißgeräte, Gasentladungslampen,
Hausgeräte und Werkzeuge, Zweipunktregler,
sowie elektromagnetische Schaltgeräte. Diese Geräte koppeln sich
durch ihre Störungen auf empfindliche Geräte ein. Empfindliche
Geräte, auch Störsenken genannt, sind z.B.: Rundsteueranlagen,
Modems, Sensoren mit analogen Ausgängen, Datenübertragungssysteme
und -verarbeitungsanlagen. Die Störquellen senden magnetische-,
elektrische- oder elektromagnetische Felder aus, die
sich durch verschiedene Kopplungsarten (galvanisch, induktiv,
kapazitiv oder elektromagnetisch) auf die Störsenken auswirken
(z.B. Qualitätsverlust, Fehlfunktion oder Ausfall).
Übertragungswege für Störimpulse
Es gibt drei verschiedene Arten von Übertragungswegen
(Kopplungsarten): galvanische, induktive und kapazitive Kopplung.
1. Galvanische Kopplung:
Diese häufigste Fehlerart wird hervorgerufen durch unsachgemäße
An- und Verwendung eines Bezugsleiters (z.B. Masse, 0V)
und/oder eines Schutzleiters. Die Ursache sind Impulsströme des
Leistungsteiles über dem Widerstand des Bezugsleiters eines
Spannungsabfalls, der von der Signalspannung im Steuerteil überlagert
wird. Es gibt verschiedene Maßnahmen, um die galvanische
Kopplung zu reduzieren: Sternförmige Verbindung der
Bezugsleiter, extrem niederohmige Masse- und/oder Schutzleiter
und großflächige Verbindungen.
2. Induktive Kopplung:
Dies sind Fehler durch induktive Beeinflussung über unbeabsichtigte
Gegeninduktivität infolge nicht sachgemäßer Installation. Die
Ursache dieser Kopplungsart ist die Flankensteilheit der Impulsströme
des Leistungsteiles und die Größe der Koppel-(Gegen-)
induktivität induzierenden Störspannungen in benachbarten Stromkreisen.
Am einfachsten sind bei der Installation Maßnahmen zu
ergreifen um die Kopplungsinduktivität konstant niedrig zu halten.
So z.B.: Vermeidung großer Leiterschleifen, Vermeidung paralleler
Leitungslegung und Verdrillen von Leitungen, magnetische
Abschirmung der Störsenken und/oder der Störquellen.
3. Kapazitive Koppelung:
Hierbei handelt es sich um Störungen durch Kopplungskapazitäten,
die bei großen Spannungssprüngen des störenden Systems aufgrund
nicht ausreichender räumlicher Trennung von Quelle und
Senke auftreten.
Ursache:
Potentialsprünge auf den Leitungen des Leitungsteiles verursachen
Störströme über die Kopplungskapazitäten, die die Signalspannung
des gestörten Systems beeinflussen. Eine kapazitive
Entkopplung ist damit umso wichtiger, je höher die Flankensteilheit
der Spannungsimpulse im Leitungskreis ist.
Maßnahmen:
Die verkoppelten Teile beider Systeme, insbesondere ihre Verkabelung,
sind so aufzubauen, daß die Kopplungskapazitäten möglichst
klein werden, z.B. durch größtmöglichste Abstände, kürzeste
Leitungslängen, Vermeidung paralleler geführter Leitungen
und/oder keine gemeinsamen Kabelbäume oder -kanäle. Da die
kapazitiven Störströme über den Schirm abfließen müssen, ist es
erforderlich, daß die Schirmimpedanz möglichst klein ist. Nötig
sind daher ein ausreichender Querschnitt, kurze Anschlußleitungen
zu den Bezugsleitern und großflächiger Kontakt.
EMV-Strategie
Planung einer neuen Anlage oder eine Erweiterung:
a. Bestimmen der gültigen EMV-Normen, allgemeine EMV-Normen,
Produktnormen
b.Analysieren des Umfeldes Außenbereich (öffentliches oder privates
Netz, Industrieanlagen usw.), Innenbereich (Gebäude, Maschinen,
Anlagen usw. )
c. Definieren der standort- und anwendungsspezifischen Anforderungen
d.Ermitteln der Produkte und des Zubehörs, mit denen sich die
EMV-Anforderungen erfüllen lassen ( Installation, Lastenheft
usw. )
e. Aufstellen von Arbeitsregeln zur Erzielung optimaler EMV-
Werte (Verkabelungsregeln, Vorbeugemaßnahmen usw. )
f. Installieren der Anlage unter strikter Einhaltung der aufgestellten
Regeln
g.Kontrollieren der einwandfreien Installation der Anlage und des
störungsfreien Betriebes der zu versorgenden Anlage
h.Eventuell messen sofern die Norm dies vorschreibt
i. Fehler beheben, falls notwendig
Revision oder Ausbau einer Anlage (Modernisierung ):
- Ausbilden: Elektriker und Schlosser müssen für die folgenden
Problemstellungen sensibilisiert werden: Durchverbindung der
Massen, Abschirmung, Einfluß der Masseverbindungen, usw.
- Analysieren der Auswirkungen jedes Umbaus oder jedes
Gerätetausches auf das System oder das Umfeld
- Kontrollieren: Etablieren einer periodischen Routinewartung
zum Austausch von Entstörkomponenten und Varistoren, Kontrollieren
der Masseverbindungen und des Massewiderstandes
usw.
- Informieren: Festhalten aller Maßnahmen in einem Wartungsbuch;
Aufzeichnung aller Funktionsstörungen mitsamt Abhilfmaßnahmen
Man muß sich stets vor Augen führen, daß sich EMV-Werte der
Anlage bereits durch eine leichte Beeinträchtigung einer Masseverbindung
wesentlich verschlechtern können.
Optimieren einer bestehenden Anlage:
a. Sich informieren, was man gerade macht
b.Ermitteln der betroffenen Anlagen, der Störquellen und der
Ausbreitungswege der Störungen
c. Nachschlagen in Büchern ( z.B. EMV-Handbuch von der Fa.
Groupe Schneider - Telemechanik )
d.Festlegen der Prioritäten: Die größte Störquelle mit der höchsten
Priorität behandeln usw.
e. Festlegen der Maßnahmen: Nachdem man sich mit dem Problem
und den Regeln vertraut gemacht hat, ist die Anlage unter
ständiger Beobachtung der neuralgischen Punkte zu begehen
und ein entsprechender Maßnahmenkatalog zu erstellen.
f. Methodisch konsequente Durchführung der Korrekturmaßnahmen

Seite 12 ELEKLUFT Vollmer/Merschhemke: KIS Köln
Hintergrundinformationen
Kopiervorlage 1
Erdung/Massung
Allgemeine Definition: Die Oberfläche der Erde wird für einige
Anwendungen in der Elektrotechnik als Bezugspotential „0V“
verwendet. Die Erde besitzt - bedingt durch ihre ( allerdings äußerst
variable) elektrische Leitfähigkeit - die natürliche Fähigkeit,
bestimmte elektrische Ströme zu übertragen.
Erdungsverbindungen: Die zum Herstellen der Verbindungen in
elektrischen Verteileranlagen erforderlichen Bauteile und ihre Anwendungen
( Schutz von Personen und Sachen ) sind Gegenstand
der Normen IEC 364 und IEC 1024. Ein einzelner, fachgerecht
ausgeführter Erdungsanschluß ist für jede elektrische Anlage erforderlich
und gleichzeitig ausreichend. Fachgerechte Ausführung,
weil die Niederführungen der Blitzschutzanlage gelegentlich Ströme
in der Größenordnung von 20 - 30 kA in einen Erdboden mit
äußerst variablen Widerstand (~ 5 - 10000 mOhm) abführen müssen,
ohne daß dabei eine Beeinträchtigung der Schnittstelle Erdungsanschluß-Erdboden
eintreten darf. Einzelner Erdungsanschluß
weil sich ansonsten durch die sehr große Schwankungsbreite
des Erdwiderstandes sehr hohe Potentialdifferenzen zwischen
den einzelnen Erdungspunkten aufbauen würden, die unter
Extrembedingungen Zerstörungen in der Anlage und im Normalbetrieb
erhebliche Störungen hervorrufen können.
Bei den meisten EMV-Phänomenen, mit denen man es zu tun bekommt
( Trasienten, Störströme, gestrahlte hochfrequente Störfelder
), sind die Erdungsleiter, die je nach Länge und Netztyp
sehr hohe HF-Impedanzen darstellen, ohne die Ergänzung durch
einen Masseverbund vollkommen wirkungslos.
Literatur und Kontaktadressen
Literatur
Radio- und Mikrowellen:
N. Leitgeb: Strahlen, Wellen, Felder; München 1990; S. 151 ff.
Computer / Laptop:
http://www.rtca.org/nonmember/home.html
Biologische Wirkung durch Handy:
http://www.mcw.edu/gcrc/cop/cell-phone-health-FAQ/toc.html#23
Allgemeine Informationen:
http://www.emv-online.de
http://home.t-online.de/home/oliver-utz
http://www.fgf.de/publikationen/thema/kap 1.htm
http://www.sueddeutsche.de/wissenschaft/esmog/dossier.htm
Adressen
EMV-Förderverein e.V., Emil-Figge-Straße 76, 44227 Dortmund;
Tel.: 0231 9742-336; Fax: 0231 9742-333;
http://www.emv-foerderverein.de
Ministerium für Wirtschaft und Verkehr des Landes NRW, Referat
Öffentlichkeitsarbeit, Haroldstraße 4, 40213 Düsseldorf,
Tel.: 0211 837-02; Fax: 0211 837-2200;
http://www.mwmtv.nrw.de
EMC Test NRW GmbH; electromagnetic compatibility; Emil-
Figge-Straße 76, 44227 Dortmund; Tel.: 0231 9742-750;
Fax: 0231 9742-755
Geräte:
http://www.swel.com/rzewpd.htm
http://www.fauser.de
Conrad Electronic: Conrad.de
(Trifieldmeter, DM 299,-, Best.-Nr. 131334-62; Elektrosmogtester,
DM 89,95, Best.-Nr. 123463-62; Selbstbau-Detektor, DM 34,80,
Best.-Nr. 914843-62)
Kontaktinformationen
1. Ansprechpartner
Dipl. Ing. (FH) Herbert Gembé, ELEKLUFT, Elektronik- und Luftfahrtgeräte GmbH, Justus-von-Liebig-Straße 18,
53121 Bonn, Bereich Industrial Services, Tel.: 0228 / 6681-439, E-Mail: gembe@elekluft.com
Dipl. Ing. H.-P. Merker, Elektronik- und Luftfahrtgeräte GmbH, Justus-von-Liebig-Straße 18, 53121 Bonn, Leiter
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit, Tel.: 0228 / 6681-279
2. Unterrichts- und Informationsmaterialien
Informationen zum Thema können bei obigen Adressen bezogen werden.
Darüber hinaus wird auf das Literaturverzeichnis verwiesen.
3. Betriebsbesichtigungen und Betriebspraktika
Betriebsbesichtigungen sind nach Absprache mit Herrn Merker möglich. Die Partnerschule wird bevorzugt behandelt.
Ggf. besteht die Möglichkeit, bei der ELEKLUFT ein 2-wöchiges Praktikum im Rahmen einer
Berufsorientierungswoche zu absolvieren.
4. Ausbildungsplätze, berufliche Möglichkeiten
Kaufleute für Bürokommunikation