Hand-Batterie

Hand-Batterie
110 kV-Halle
Lege die Hände auf die beiden Metallplatten und presse sie kräftig darauf.
Beobachte den Strommesser.
Funktioniert es auch mit mehreren Personen?
Was passiert, wenn du deine Hände anfeuchtest?

Welchen Wert zeigt das Strommessgerät bei dir an?
Wie groß ist er bei anderen Personen?

Dein Partner und du fassen sich an die Hand, die freien Hände legt ihr auf je eine
Metallplatte. Welchen Wert zeigt das Strommessgerät?
Verlängert eure Kette um weitere Personen.
„Strom sieht man nicht.
Strom hört man nicht.
Strom kann man nur fühlen.“
Elektrikerweisheit
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Die Handbatterie ist zunächst ein sehr einfaches Experiment. Du musst nicht mehr tun, als
deine Hände auf die Metallplatten legen und auf das Strommessgerät schauen. Da jedoch,
wie bei vielen elektrischen Vorgängen, das eigentliche Phänomen nicht sichtbar ist,
beschränkt sich die Erkenntnis aus diesem Experiment oft auf ein „Das hat wohl irgendwas
mit Strom zu tun.“
Um zu verstehen, was genau an der Handbatterie eigentlich passiert, musst du dich
zunächst mit den grundlegenden Begriffen „Strom“ und „Spannung“ vertraut machen.
Strom ist bewegte Ladung. Damit Strom fließen kann, müssen Ladungsträger, also
bewegliche geladene Teilchen vorhanden sein. Bei Metallen, die allesamt mehr oder
weniger gute elektrische Leiter sind, übernehmen freie Elektronen diese Funktion. Auch
Flüssigkeiten können Strom leiten, hier sind positiv oder negativ geladene Teilchen (Ionen)
die Ladungsträger. Elektrischer Strom wird durch eine Spannung zwischen zwei unter-
schiedlich geladenen Polen erzeugt. Wenn die zwei Pole durch einen elektrischen Leiter
verbunden werden, fließt Strom, dessen Stärke sowohl von der Spannung als auch vom
elektrischen Widerstand des Leiters anhängig ist.
In der Handbatterie wird die Spannung nach dem gleichen Prinzip erzeugt wie in einer
handelsüblichen Alkali-Mangan-Batterie. So ein „galvanisches Element“ besteht aus zwei
unterschiedlichen Metallen – bei der Handbatterie Kupfer und Aluminium, die durch eine
leitende Flüssigkeit – nämlich dich und die in dir gelösten Salze - miteinander verbunden
sind. Wenn du eine Hand auf die Aluminiumplatte legst, wird der Schweiß auf deiner Haut
zum elektrischen Leiter.
Die Aluminiumatome geben ihre Elektronen
ab und lösen sich in der Feuchtigkeit (du
hast nach dem Experiment tatsächlich
Spuren von Aluminium auf deiner Haut).
Auf der Kupferplatte siehst du eine stumpfe
braune Schicht aus Kupferoxid. Durch die
Feuchtigkeit auf deiner Haut entstehen
daraus Kupferionen, die Elektronen aufnehmen und zu Kupfer reagieren. An der
Aluminiumplatte sind also Elektronen „übrig“, an der Kupferplatte ist Elektronenmangel.
Da durch das Strommessgerät beide Elektroden miteinander verbunden sind, fließt ein
Strom, wie du am Zeigerausschlag des Strommessgerätes sehen kannst.
Die Spannung, die mit einer Batterie erzeugt werden kann, hängt davon ab, wie groß die
Neigung der verwendeten Metalle ist, Elektronen aufzunehmen oder abzugeben. Alle
Metalle lassen sich abhängig von diesem „Redoxpotential“ in einer elektrochemischen
Spannungsreihe ordnen; je höher die Spannung, umso geringer ist die Neigung, Elektronen abzugeben und umso „edler“ ist das Metall. Kupfer hat als „edles“ Metall ein Redoxpotential von 0,35 Volt, Aluminium ist mit -1,66 V ein „unedles“ Metall, daher ließe sich
mit unserer Aluminium-Kupfer-Batterie theoretisch eine Spannung von etwa 2 V erzeugen. Wenn du allerdings auf das Messgerät schaust, siehst du bei jeder Person einen
anderen Wert. Das Gerät zeigt den Strom an, der tatsächlich fließt, und der hängt hier vor
allem vom der Leitfähigkeit und damit von der Feuchtigkeit der Haut ab. Prinzipiell ließe
sich die Handbatterie sogar als „Lügendetektor“ nutzen, da „schwitzige Hände“, also eine
erhöhte Feuchtigkeit der Haut, gemeinhin als mögliches Zeichen für gesteigerte Nervosität
gelten. Tatsächlich wird bei „polygraphischen Untersuchungen“ (die in Fachkreisen durchaus umstritten sind) neben Blutdruck, Atem- und Pulsfrequenz auch die Leitfähigkeit der
Haut in gemessen, um aus erhöhten Werten auf mögliche Falschaussagen des Probanden
zu schließen.
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