Elektroinstallation und Elektroarbeiten

Kleinere Elektroinstallationen können Heimwerker selber durchführen. Deshalb findet man hier die Grundlagen der Elektrotechnik, angefangen bei Fragen, was Strom eigentlich ist, über Definitionen von Gleich- oder Wechselstrom, Spannung und Widerstand bis hin zu Sicherungen, Schutzarten und einem kleinen Lexikon mit Fachbegriffen. Darüber hinaus stellen wir hier die wichtigsten Werkzeuge für Elektroarbeiten vor. Mit aufwändigeren Arbeiten ist jedoch aus Sicherheitsgründen ein Elektriker zu beauftragen.

Warnhinweis: Sicherheit hat Vorrang!

Lesen Sie vor Elektroinstallationsarbeiten unbedingt folgende Sicherheitshinweise:

  • Vor der Arbeit sollten Sie immer den Strom am Sicherungskasten abschalten. Dies erfolgt entweder durch das Ausschalten der entsprechenden Sicherung oder durch ihr Herausdrehen. Kleben Sie zur Sicherheit ein Klebeband darüber, um ein versehentliches Anschalten durch eine andere Person sicherzustellen.
  • Messen Sie zu Ihrer eigenen Sicherheit nach, ob die Leitung wirklich spannungsfrei ist.
  • Bei Geräten oder Lampen schalten Sie diese aus und ziehen den Netzstecker.
  • Arbeiten an Starkstromanschlüssen, Hauptsicherungen, verplompten Zählern und dem Hausanschluss dürfen nur ausgebildete Fachmänner, d. h. Elektriker, vornehmen.
  • Metallische Geräteteile und nicht isolierte Leitungen niemals berühren, selbst wenn das Gerät voll ausgeschaltet ist, da die angesprochenen Teile und Leitungen elektrische Energie speichern.
  • Defekte Geräte sollten sofort vom Stromnetz getrennt werden, zum Beispiel durch Ziehen des Netzsteckers.
  • Beschädigte Kabel und Stecker dürfen nicht repariert, sondern sollten vom Fachmann ausgetauscht werden.
  • Sind Änderungen an den elektrischen Leitungen geplant, sollte ein Elektriker hinzugezogen werden, der die Arbeiten vornimmt und fertige Installationen abnimmt.
  • Nur geprüfte Materialien für Elektroinstallationen verwenden, erkennbar am VDE-Prüfzeichen und dem GS-Siegel.
  • Bei Kindern im Haushalt sollten Steckdosen mit Kindersicherungen ausgestattet werden.

Bei Elektroarbeiten und -installationen ist immer der Ausführende dafür verantwortlich, dass die Arbeiten nach VDE-Richtlinien durchgeführt werden. Passiert durch unsachgemäße Arbeit ein Unfall, ist derjenige verantwortlich, der zuletzt an der elektrischen Anlage oder dem Gerät gearbeitet hat.

Elektrische Leitungen müssen nach einem bestimmten Plan in den Wänden verlegt werden, den sog. Installationszonen. Wer weiß, wo sich die Leitungen befinden, kann an den freien Stellen ohne Risiko bohren. Hier finden Sie Pläne mit den Installationszonen für Wohnräume, Küche und Badezimmer. Installationszonen für Elektroinstallationen

Steckdosen und Schalter sollten gut erreichbar sein. Wo fest installierte Dosen nicht ausreichen, kommen Steckdosenleisten zum Einsatz. Hier lernen Heimwerker, Schalter und Steckdosen anzuschließen, und erhalten einen Überblick zu unterschiedlichen Modellen. Schalter und Steckdosen einbauen

Steckdosen und elektrische Leitungen müssen im Außenbereich andere Anforderungen erfüllen als in Wohnräumen. Deshalb erfahren Sie hier, was beim Verlegen einer Erdleitung im Garten zu beachten ist und welche Steckdosen im Garten oder im Auto zum Einsatz kommen. Steckdosen in Garten und KFZ installieren

Je nach Tätigkeit stört die helle Zimmerbeleuchtung. Mit einem Dimmer lässt sie das Licht auf die gewünschte Intensität regeln. Zwar lässt er sich nachträglich einbauen, doch ist die Last-Kennzeichnung zu beachten. Hier erfahren Sie, was diese bedeutet, welche Dimmer-Arten es gibt und wie man sie einbaut. Dimmer einbauen

Die Türklingel bestimmt den ersten Eindruck bei Besuchern. Als fest installierte Klingelanlage oder Funk- und MP3-Türklingel lässt sie sich den persönlichen Wünschen des Hausbesitzers anpassen. Diese Anleitung zeigt, wie man eine Türklingel selber einbaut und gibt Tipps zu verschiedenen Modellen. Klingel einbauen

Neue Stromlleitungen zu verlegen ist eine Aufgabe, die nur Elektriker übernehmen sollten. Dennoch können Heimwerker die Vorarbeiten selber erledigen. Diese Seite erklärt die verschiedenen Arten von Stromleitungen und zeigt, wie man eine Hohlwanddose selber anbringt und Leitungen abmantelt oder abisoliert. Leitungen verlegen

Grundlagen der Elektrotechnik

Was ist Strom?

Als elektrischer Strom wird die Bewegung von Ladungsträgern genannt, die beispielsweise durch ein Stromkabel in der Hauswand verlaufen. Damit der Strom fließt werden unterschiedlich geladene Körper benötigt. Erst dann entsteht ein elektrisches Feld. Trennt man die Ladungskörper, wie es zum Beispiel in einer Autobatterie durch chemische Prozesse oder in einem elektrischen Generator durch mechanische Bewegung passiert, werden sie bewegt, – genauer gesagt: Sie werden beschleunigt. In diesem Moment fließt Strom.

Wie kommt der Strom ins Haus?

Hochspannungsleitungen führen den Strom vom Kraftwerk zu Transformatorstationen, wo er auf eine verbrauchergerechte Spannung von 230 bzw. 400 Volt herabtransformiert wird. Danach gelangt der Strom über Erd- oder Freileitungen zu den Hausanschlusskästen. Von dort aus führt die Hauptleitung zu den Hauptsicherungen. Durch den Zählerschrank geht es weiter zum Stromverteiler. Dort befinden sich die Wohnungs- und Haussicherungen, die jeweils einen eigenen Stromkreis absichern. Jeder Stromkreis führt zu den sogenannten "ortsfesten" Verbrauchern, das sind Schalter und Steckdosen.

Entsprechend bezeichnet man elektrische Geräte, wie Wasserkocher oder Laptop als "ortsveränderliche" Verbraucher. Erst nach dem Zähler, der Eigentum des jeweiligen Elektrizitätswerks ist, darf der Elektriker Änderungen vornehmen.

Was ist ein Stromkreis?

In einem elektrischen Stromkreis werden eine oder mehrere elektrische Energiequellen mit verschiedenen elektrischen Bauelementen zusammengeschaltet, zum Beispiel eine Batterie mit einer Glühlampe. In einem geschlossenen Stromkreis wird ein Ladungstransport ermöglich, so dass die Lampe leuchtet. In einem unterbrochenen Stromkreis ist das nicht der Fall: Die Lampe bleibt aus. Der Strom aus der Steckdose zu Hause ist Wechselstrom. dagegen handelt es sich bei einer Batterie um Gleichstrom.

Was ist Wechselstrom?

Beim Strom unterscheidet man zwischen Wechselstrom und Gleichstrom.
Die Bezeichnung "Wechselstrom" beruht auf der Tatsache, dass er sich kurvenförmig ständig von Plus nach Minus bewegt. Die Schnelligkeit dieser Schwingung, d. h. die Frequenz, wird in Hertz (Hz) angegeben. Ein Hertz bedeutet eine Schwingung, also zwei Richtungsänderungen pro Sekunde.

Der in deutschen Haushalten übliche 230/400-V-Wechselstrom hat eine Frequenz von 50 Hz. Der Hausanschluss wird bis zum Zähler generell als 400-V-Drehstromleitung verlegt. Diese besteht aus drei stromführenden Leitern, den sogenannten Außenleitern (Kurzzeichen: L1, L2 und L3), einem Mittelleiter (auch Neutralleiter genannt, Kurzzeichen: N) und dem Schutzleiter (Kurzzeichen: PE). Die Außenleiter führen eine zeitlich zueinander verschobene Wechselspannung. Die Rückleitung eines Stromes von den Außenleitern erfolgt über den Mittelleiter. 230-V-Wechselspannung liegt dann an, wenn nur einer der Außenleiter und der Neutralleiter benutzt werden. Mehr Informationen zu den Kennzeichnungen von Leitungen und den Farbcodes der Leiter gibt die Beratungsseite Leitungen verlegen.

Was ist Gleichstrom?

Wechselstrom aus der Steckdose kann man mit einem Transformator in "Schwachstrom" (Gleichstrom) umwandeln, der keine Gefahr für Leib und Leben birgt. Gleichstrom hat keine Frequenz, Plus und Minus sind immer konstant. Er dient zum Beispiel zum gefahrlosen Betrieb von Kinderspielzeug oder anderen baterriebetriebenen Geräten. Hier darf die Spannung nicht mehr als 24 V betragen. Um aus Wechselspannung Gleichspannung zu erzeugen, braucht man Netzteile mit integriertem Gleichrichter.

Stromstärke, Spannung und Widerstand

Elektrische Widerstände

Strom fließt nur, wenn Spannung vorhanden ist. Diese Größe misst man in Volt (V). Elektrische Spannung ist vergleichbar mit dem Druck in einer Wasserleitung, der Voraussetzung dafür ist, dass Wasser fließt.

Die Stromstärke, die man in Ampere (A) misst, ist abhängig vom Leitungswiderstand, der in Ohm (Ω) gemessen wird. Ist der Widerstand groß, fließt nur wenig Strom. Er ist umso höher, je dünner der Leitungsquerschnitt und je höher der sogenannte spezifische Widerstand des Leiters ist. Steigt der Widerstand, steigt auch die Temperatur. Diesen Effekt macht man sich bei Herdplatten oder der Glühwendel einer Lampe zunutze. Unerwünscht und gefährlich ist die widerstandbedingte Erwärmung in den Vorsorgungsleitungen zu Verbrauchern. Hier ist unbedingt darauf zu achten, dass die Leitungsquerschnitte der maximalen Leistungsaufnahme der anschließbaren Verbraucher entsprechen.

Mit Watt (W) bezeichnet man die Elektrizitätsmenge, die ein Gerät oder eine Lampe verbraucht. 1000 Watt sind 1 Kilowatt (kW).

Strom, Spannung und Widerstand stehen in einer engen Beziehung zueinander. Strom kann und soll nur dann fließen, wenn die Pole einer Spannungsquelle über den Widerstand des elektrischen Verbrauchers miteinander verbunden sind. Dieser Widerstand bestimmt dann die Menge des Stroms.

Sicherungen

Schraubsicherungen und Leitungsschutzschalter im Sicherungskasten

Fließt mehr Strom durch eine Leitung als diese ohne Hitzeschaden transportieren kann, muss der Stromfluss unterbunden werden. Das ist die Aufgabe von Sicherungen. Es gibt zwei Typen von sogenannten Überstromschutzorganen: Sicherungsautomaten und Schmelzsicherungen.

Sicherungsautomaten, auch Leitungsschutzschalter genannt, werden heute überwiegend eingesetzt. Bei Überlastung öffnen sie einen Schalter, sodass der Stromkreis unterbrochen wird. Dadurch kann man sie nach der Beseitigung der Störung wieder einschalten. Den Austausch von Sicherungsautomaten darf nur ein Elektriker vornehmen.

Schmelzsicherungen brennen durch, wenn eine Überlast entsteht, und müssen danach ausgewechselt werden. In Form von Schraubsicherungen finden sich diese Sicherungen oftmals neben Leitungsschutzschaltern im Sicherungskasten. Diese Niederspannungssicherungen gehören zu dem D-System oder dem neueren D0-System, bei denen der Schmelzeinsatz und der Schraubverschluss getrennt sind. Schmelzsicherungen können Sie durch Eindrehen einer neuen Sicherungspatrone auch selbst austauschen. Dennoch ist es ratsam, sich im Zweifel bei einem Elektriker zu erkunden.

Schutzarten und Schutzklassen gegen Gehäusespannung

Ist ein Gerät an einer Steckdose angeschlossen, fließt Strom vom Außenleiter zum Neutralleiter. Der Schutzleiter ist über Kontaktstreifen am Stecker und über Metallzungen an der Steckdose mit elektrisch leiterenden Gehäuseteilen verbunden. Ohne den angeschlossenen Schutzleiter würde das ganze Gerätegehäuse unter Spannung stehen, wenn ein defekter Außenleiter Kontakt zu elektrisch leitenden Gehäuseteilen bekäme. Besitzen beispielsweise Stecker keinen solchen Schutzkontakt müssen die anschlossenen Geräte besonders schutzisoliert sein. Hier gibt es drei Schutzklassen, die angeben, wie ein Gerät gegen Gehäusespannung geschützt ist:

Schutzklasse Symbol Erklärung
Schutzklasse 1 (Schutzleiter) Kreis mit einem senkrechten Strich im Inneren, unter dem zwei kürzer werdende Linien liegen. Alle elektrisch leitfähigen Gehäuseteile müssen mit dem Schutzleiter bzw. dem Erdleiter einer festen Elektroinstallation verbunden sein
Schutzklasse 2 (Schutzisolierung) Quadrat, in dem ein kleineres Quadrat liegt Geräte haben eine verstärkte Isolierung, die vor Berührung mit spannungsführenden Teilen schützt. Es besteht kein Anschluss an einen Schutzleiter.
Schutzklasse 3 (Schutzkleinspannung SELV/PELV) Raute mit drei senkrechten Strichen Geräte mit Wechselspannung unter 50 V oder unter 120 V Gleichspannung laufen über eine Schutzkleinspannung und besitzen bei Netzbetrieb eine verstärkte Isolierung, die vor Kontakt mit spannungsführenden Teilen schützt. Sie werden mit kleineren Generatoren (z. B. Dynamo), Akkus oder Batterien betrieben. Sie dürfen nicht geerdet oder mit dem Schutzleiter verbunden werden.

Geräte mit Eurostecker gehören zur Schutzklasse 2. Je nach Verwendungszweck müssen sie auch unterschiedlich stark gegen das Eindringen von Fremdkörpern und Wasser geschützt sein. Die jeweilige Schutzart ist am Gerät selbst mit einer IP und zwei Ziffern dargestellt. Was diese Ziffern im Einzelnen bedeuten, können Sie der folgenden Tabelle entnehmen:

1. Kennziffer: Fremdkörperschutz 2. Kennziffer: Wasserschutz
IP 0: kein Schutz IP 0: kein Schutz
IP 1: Fremdkörperschutz > 50 mm IP 1: senkrecht fallendes Tropfwasser
IP 2: Fremdkörper > 12 mm IP 2: schräg fallendes Tropfwasser
IP 3: Fremdkörperschutz > 2,5 mm IP 3: Sprühwasser
IP 4: Fremdkörper > 1 mm IP 4: Spritzwasser
IP 5: Staubablagerung IP 5: Strahlwasser
IP 6: Eindringen von Staub IP 6: Überflutung
IP 7: Eintauchen bei festgelegtem Druck
IP 8: Eintauchen bei erhöhtem Druck

Ein Gerät der Schutzart IP 45 wäre also gegen das Eindringen von Fremdkörpern, die größer als 1 mm sind, und Strahlwasser geschützt.

Werkzeug zum Prüfen und Messen

Mit dem Dosenbohrer stellen Sie die Aussparungen für Steckdosen her

Um selbst Elektroinstallationen und Reparaturen durchzuführen, sollten Sie sich die folgende Grundausstattung zulegen:

  • Spitzzange
  • Seitenschneider
  • Kreuzschlitzschraubendreher
  • Kombinationszange
  • Schraubendreher
  • Einen einpoligen Spannungsprüfer
  • Abmantelzange
  • Universalmesser

Wenn Sie Leitungen unter Putz verlegen wollen, brauchen Sie darüber hinaus auch einen Hammer bzw. Fäustel, Meißel, Meterstab, Bleistift, Spachtelmasse, Bohrmaschine mit Steinbohrer und einen Glockenbohrer bzw. einen Hohlwanddosenfräser. Ein Glockenbohrer schneidet kreisrunde Scheiben aus Putz, Stein und Beton und ist mit Hartmetallschneiden bestückt. Der Hohlwanddosenfräser ist das Spezialgerät zum Aussparen von Dosenöffnungen in Plattenbaustoffen.

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Hinweise zum Prüfen und Messen

Spannungsprüfer
Digitales Multimeter

Vor jeder Installation sollten Sie sich davon überzeugen, dass die Stromzufuhr unterbrochen ist.
Als Grundausstattung brauchen Sie einen einpoligen Spannungsprüfer, auch Phasenprüfer genannt, besser aber einen Zweipolprüfer. Mit dem einpoligen Spannungsprüfer lässt sich nur die Phase überprüfen, nicht aber der Neutral- und Schutzleiter. Mit dem Zweipolprüfer hingegen lässt sich zuverlässig feststellen, ob Spannung anliegt. Denn er kann nicht nur die Funktion der stromführenden Leitung überprüfen, sondern auch die des Neutral- und des Schutzleiters.

Wenn Sie mit der Spitze des Phasenprüfers eine spannungsführende Leitung berühren und gleichzeitig die Metallkappe am Gerätegriff anfassen, leuchtet die Glimmlampe im Griff auf. Halten Sie eine Spitze des Zweipolprüfers an die Phase, also die stromführende Leitung, und die Zweite nacheinander an die Kontakte von Neutral- und Schutzleiter. Wenn die Lampe aufglimmt, liegt Spannung an. Mit dem hier gezeigten Spannungsprüfer lässt sich darüber hinaus auch die Spannungshöhe ablesen.

Vielseitiger einzusetzen sind analoge, vor allem aber digitale Messgeräte. Digitale Vielfach-Messgeräte eignen sich zum Messen von Gleich- und Wechselspannung sowie Gleichstrom, zur Ermittlung eines Widerstandes und zum Diodentest. Wechselstrommessung, Durchgangsprüfung mit optischer und akustischer Anzeige sowie eine Speicherung der Messwerte sind ebenfalls möglich. Das digitale Messgerät lässt sich vielseitig einsetzen.

Fachbegriffe in der Übersicht

Ader: Kupferkern in einer Leitung oder einem Kabel, der den Strom leitet.

Ampere (A): Einheit für die Stromstärke.

Außenleiter: Verbindet die Stromquelle mit dem Verbraucher.

Erder: Wird in die Erde eingebettet und mit ihr leitend verbunden.

Fehlerstrom: Strom, der im Fehlerfall fließt.

Fehlerstrom-Schutzschalter oder FI-Schalter: Schaltet die Leitung ab, wenn Fehlerstrom fließt.

Frequenz: Anzahl der Schwingungen pro Sekunde.

Hertz (Hz): Einheit der Frequenz.

Leiter: Elektrisch leitfähiges Material.

Leitungsschutzschalter oder Sicherung: Schaltet ab, wenn der Stromfluss in einer Leitung zu hoch ist.

Neutralleiter (N): Der stromrückführende Leiter.

PEN-Leiter (PEN): Neutralleiter mit Schutzfunktion.

Ohm (Ω): Einheit für den elektrischen Widerstand.

Phase: Stromführender Leiter.

Schutzleiter (PE): Verbindet die berührbaren und leitfähigen Teile eines Verbrauchgerätes mit anderen leitfähigen Teilen.

Spannung: Tritt zwischen zwei Punkten auf, zum Beispiel zwischen dem Außenleiter und dem Neutralleiter.

Starkstrom: Spannungen über 50 V.

Volt (V): Einheit für die elektrische Spannung.

Watt (W): Einheit für die elektrische Leistung.

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1. "Elektroinstallationen und Elektroarbeiten"von Dmitry G (Wikimedia Commons) Lizenz: [CC BY-SA 3.0] Copyright: [Dmitry G CC BY-SA 3.0]
2. "Warnung vor elektrischer Spannung"von Torsten Henning (Wikimedia Commons) Lizenz: [CC0 1.0] Copyright: [Torsten Henning CC0 1.0]
3. "Installationszonen": Lizenz: Public Domain - CC0 1.0
4. "Hohlwanddose einbauen"von heimwerker.de Copyright: [heimwerker.de]
5. "Steckdose im Garten installieren"von ehnatnor (Flickr) Lizenz: [CC BY-SA 2.0] Copyright: [ehnatnor CC BY-SA 2.0]
6. "Dimmer einbauen"von Betsssssy (Flickr) Lizenz: [CC BY 2.0] Copyright: [Betsssssy CC BY 2.0]
7. "Türklingel einbauen"von heimwerker.de Copyright: [heimwerker.de]
8. "Stromkabel verlegen in Rohbau"Copyright: [Hornbach Holding AG]
9. "Steckdose"von R. B. (Pixelio) Copyright: [R. B. / pixelio.de]
10. "Widerstände"von Afrank99 (wikimedia.org) Lizenz: [CC BY-SA 2.5]
11. "Schraubsicherungen und Leitungsschutzschalter"von Igge (Wikimedia Commons) Lizenz: [CC BY-SA 3.0] Copyright: [Igge CC BY-SA 3.0]
12. "Dosensenker"von Dmitry G (Wikimedia Commons) Lizenz: [CC-BY-SA-3.0] Copyright: [Dmitry G CC-BY-SA-3.0]
13. "Spannungsprüfer"von Messtechniker (Wikimedia Commons) Lizenz: [CC0 1.0] Copyright: [Messtechniker CC0 1.0]
14. "Digitales Multimeter"von ndrwfgg (Flickr) Lizenz: [CC BY 2.0] Copyright: [ndrwfgg CC BY 2.0]

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