Vi använder elektricitet varje dag. Den ger oss ljus, värme och får allt från mobiltelefoner till kylskåp att fungera. Men elektricitet kan vara farlig om man gör fel. Om en för stor ström går genom en ledning kan den bli så varm att det börjar brinna. Och om elektrisk ström går genom kroppen kan vi skadas. Därför finns flera olika säkerhetssystem i våra hem. Säkringar, skyddsjordning och jordfelsbrytare skyddar på olika sätt. För att förstå hur de fungerar använder vi det vi nu vet om ström, spänning och resistans.

När elektrisk ström går genom en ledning möter elektronerna motstånd. Ledningen har en viss resistans. En del av den elektriska energin omvandlas då till värme. Det här utnyttjar vi medvetet i till exempel brödrostar och vattenkokare. Där vill vi att elektrisk energi ska omvandlas till värme. Men i sladdarna som leder fram strömmen vill vi inte att det ska bli varmt.

Ju större strömmen är, desto mer värme utvecklas i en ledning. Om strömmen blir för stor kan ledningen bli så varm att isoleringen skadas eller i värsta fall börjar brinna. En stor ström får vi om vi kopplar in många energikrävande apparater till samma krets. Den kan också uppstå vid en kortslutning [blåtext kortslutning]. Då får strömmen plötsligt en väg med mycket liten resistans. Enligt Ohms lag innebär liten resistans att strömmen kan bli mycket stor.

För att ledningarna i ett hus inte ska överhettas finns säkringar. Säkringens uppgift är att bryta kretsen innan strömmen blir för stor. På äldre elcentraler finns ofta proppsäkringar. Inuti en sådan finns en tunn metalltråd. Om strömmen blir för stor blir tråden varm och smälter. Kretsen bryts och strömmen slutar gå. I nyare elcentraler används oftast automatsäkringar. De har samma uppgift, men behöver inte bytas ut när de har löst ut. När problemet är åtgärdat kan säkringen vanligtvis slås på säkringen igen.

På en säkring står det hur stor ström den är gjord för, till exempel 10 A eller 16 A. Det betyder inte att säkringen alltid löser ut så fort strömmen passerar exakt detta värde. Hur snabbt den bryter beror bland annat på hur stor överströmmen är.

Vi kan använda sambandet mellan effekt, spänning och ström, P = U · I, för att räkna ut när säkringen löser ut. Om en krets har en säkring på 10 A och spänningen är 230 V motsvarar  det en effekt på

P = 230 · 10 = 2 300 W

En vattenkokare med effekten 2 000 W använder alltså nästan hela denna effekt själv. Om en vattenkokare, brödrost och kaffebryggare är anslutna till samma krets samtidigt kan strömmen därför bli så stor att säkringen löser ut.

Säkringen finns framför allt för att skydda husets ledningar från för stora strömmar och överhettning.

Metall leder elektrisk ström bra. Därför kan ett fel bli farligt i apparater som har ett hölje av metall. Tänk dig till exempel en tvättmaskin där isoleringen runt en ledning har skadats. Om den strömförande ledningen kommer i kontakt med maskinens metallhölje kan höljet få en farlig spänning. Om en person då rör vid maskinen kan strömmen få en väg genom kroppen och vidare mot jord. Kroppen blir en del av den elektriska kretsen. Det är här jordning (eller skyddsjordning) och jordfelsbrytare blir viktiga.

I en jordad apparat är delar av metall som man kan röra vid anslutna till en särskild ledare, en gröngul ledare som kallas för jord. Om ett elektriskt fel gör att en spänningsförande ledare kommer i kontakt med metallhöljet får strömmen en väg genom jorden. Det gör att en stor felström kan uppstå, vilket får säkringen att bryta strömmen.

Skyddsjorden är alltså inte till för att apparaten ska fungera normalt. Den finns där som en säkerhetsåtgärd om något går fel. Jordkabeln är en extra, gulgrön ledning som ofta skruvas fast i apparaten. Apparater som är jordade är märkta med en särskild symbol.

[Symbol för jord]

Alla apparater behöver dock inte vara skyddsjordade. Många apparater har i stället dubbel isolering. Det innebär att de är konstruerade med extra isolering så att man inte ska kunna komma i kontakt med strömförande delar även om ett fel uppstår.

En säkring är bra på att upptäcka stora strömmar, men den kan inte skydda mot alla farliga situationer. Därför finns jordfelsbrytaren. För att förstå hur den fungerar kan vi tänka på strömmen som går till och från en apparat. Under normal användning ska lika stor ström gå ut till apparaten som kommer tillbaka.

Om 2,0 A går ut ska alltså 2,0 A komma tillbaka. Jordfelsbrytaren jämför hela tiden dessa strömmar. Om de inte är lika stora betyder det att en del av strömmen har tagit en annan väg. Den kan till exempel gå genom en trasig apparat till jord – eller i värsta fall genom en människas kropp. Jordfelsbrytaren upptäcker även små skillnader och bryter strömmen mycket snabbt. I bostäder används ofta jordfelsbrytare som löser ut när skillnaden är omkring 30 mA, alltså 0,030 A. Det är mycket mindre än de strömmar som normalt får en säkring att lösa ut.

Säkringen och jordfelsbrytaren gör olika saker

Det är lätt att blanda ihop säkringen och jordfelsbrytaren, men de skyddar på olika sätt. Säkringen löser ut när strömmen i en krets blir för stor. Den skyddar framför allt ledningar och elektriska installationer mot överhettning och brand.

Jordfelsbrytaren slår till när en del av strömmen tar en annan väg än den ska. Den är därför ett viktigt extra skydd mot elolyckor. De två systemen kompletterar alltså varandra.

Människokroppen innehåller mycket vatten och lösta salter och kan därför leda elektrisk ström. Hur stor ström som går genom kroppen beror bland annat på spänningen, hudens resistans och vilken väg strömmen tar.

Torr hud har relativt hög resistans, medan våt hud leder ström betydligt bättre. Därför är elektricitet särskilt farligt i fuktiga miljöer. Ström genom kroppen kan påverka både muskler, nerver och hjärta.

[Exempel på ström som är skadlig för hjärtat]

Det är därför man aldrig ska experimentera med elektriciteten från ett vägguttag. De elektriska experiment som görs i skolan använder utrustning som är konstruerad för undervisning.

El och vatten kan också bli en farlig kombination. Vatten som vi möter i vardagen innehåller nästan alltid lösta salter och andra ämnen som gör att det leder elektrisk ström. Dessutom blir hudens resistans lägre när den är våt. Därför finns särskilda regler för elektriska installationer i badrum och andra våta miljöer. Elektrisk utrustning måste vara anpassad efter var den används. Samma sak gäller utomhus. En förlängningssladd eller elektrisk apparat som används ute måste vara avsedd för det.

Elsäkerheten idag bygger inte på en enda uppfinning. Flera olika skydd arbetar tillsammans.

Säkringen bryter om strömmen blir för stor.

Skyddsjorden ger felströmmen en säker väg och hjälper skyddssystemen att koppla bort en felaktig apparat.

Jordfelsbrytaren känner av om ström försvinner från den normala vägen och bryter snabbt.

Tillsammans minskar de risken för olyckor.

• En elektrisk ledning blir varm när ström går genom den. För stor ström kan orsaka överhettning och brand.

• En säkring bryter kretsen om strömmen blir för stor.

• En kortslutning innebär att strömmen får en väg med mycket liten resistans, vilket kan ge en mycket stor ström.

• Skyddsjordning gör att en felström kan ledas bort från apparatens hölje och bidra till att strömmen bryts.

• En jordfelsbrytare jämför strömmen som går ut med strömmen som kommer tillbaka. Om de skiljer sig åt bryter den snabbt.

• Säkringen och jordfelsbrytaren har olika uppgifter och kompletterar varandra.

• Våt hud har lägre resistans än torr hud. Därför ökar risken för elolyckor i fuktiga miljöer.

• Man ska aldrig experimentera med elektriciteten från ett vägguttag.