Erwärmung Kupferdraht im Körper

minzblatt · Anmeldungsdatum: 20.01.2015 Beiträge: 2

Hallo,
ich bin keine Physikerin und bräuchte etwas Hilfe. Ich mache täglich etwas das nennt sich Iontophorese. Dabei gibt man Hände und/oder Füße in ein Wasserbad in dem sich Elektroden befinden und an denen man dann eine Spannung anlegen kann. Durch den Strom der dann durch den Körper fließt kann man übermäßiges schwitzen an Handflächen und Fußsolen behandeln. So, nun zu meinem Problem: Ich trage eine Kupferspirale und wenn jetzt Strom durch meinen Körper fließt, dann könnte sich diese erhitzen und eventuell zu Verletzungen führen. Da ich weder auf die Iontophorese noch auch die Kupferspirale verzichten möchte habe ich mit meiner Ärztin gesprochen und sie meinte es wäre in Ordnung wenn ich die Iontophorese weiterhin verwende, solange ich nichts spüre wäre das ok. Ich wüsste jedoch trotzdem gerne wie stark sich der Draht tatsächlich erwärmt (bzw in welchem Bereich die Erwärmung etwa liegt) und wollte fragen ob und wie man das berechnen könnte. Vielleicht könnte es mir jemand vorrechnen? Ich weiß, dass das Forum nicht dazu gedacht ist, dass hier jemand für mich meine Hausaufgaben macht aber ich kenn mich mit dem Thema leider nicht wirklich aus.

Folgende Daten kann ich zur Verfügung stellen:

- Ich besitze folgendes Gerät:
http://www.amazon.de/Davita-30035-Iontophorese-System-SUDORmed-1200/dp/B003TST7WM#productDescription_secondary_view_pageState_1421737989917

- Ich betreibe das Gerät bei 15V (manchmal Pulsstrom manchmal kontinuierlicher Strom) täglich 20 Minuten

- Ich behandle sowohl Hände als auch Füße. Das bedeutet ich tauche beide Füße in die eine Wanne und beide Hände in die andere Wanne.

- Die Wannen sind 30cm breit und 40cm lang und etwa 3cm hoch mit Wasser befüllt

- Der Draht der Spirale hat eine Oberfläche von 250mm^2 (lt. Wikipedia)

- Bezüglich der Länge und des Durchmesser des Drahtes kann ich leider nur raten: Der umwickelte Teil ist etwa 2,5cm lang und der Draht ist eher dünn (~0,2mm Durchmesser)

-Ich selbst habe 50kg und bin 1,65m groß

Folgende Gedanken hab ich mir dazu bereits gemacht:

- U=R*I -> Da der menschliche Körper hat einen recht hohen Widerstand (aber welchen?) hat wird die Stromstärke in der Spirale nicht sehr hoch sein.
- Die Erwärmung des Drahtes hängt sowohl von U als auch von I ab. (ist nur geraten)
- Der Widerstand des Drahtes ist vermutlich temperaturabhängig
- Man müsste für die Berechnung die Wärmekapazität des Drahtes wissen.
- Meine eigenr Körpertemperatur wird den Draht vermutlich etwas "kühlen"

Ich hoffe, ihr könnt mir helfen. Nicht nur weil es für mich gesundheitlich relevant ist sondern auch weil ich als Chemikerin an natunwissenschaftlichen Phänomenen immer interessiert bin Augenzwinkern

Grüße

PhyMaLehrer · Anmeldungsdatum: 17.10.2010 Beiträge: 1085 Wohnort: Leipzig

Hallo!

Ich glaube, da kann ich dich vollständig beruhigen.

Ich habe deine Frage hier auf Arbeit gelesen und konnte die Sache mit den unter Strom gesetzten Bädern verständlicherweise nicht wirklich ausprobieren. Aber ich habe in die Hände je ein nasses Zellstofftuch genommen und den Strom gemessen, der bei 15 V durch meine Arme über meinen Körper fließt. Ich kam auf etwa 50 µA.
Wenn sowohl Hände als auch Füße angeschlossen sind, wird der Strom sicher stärker sein, aber seeehr wahrscheinlich kleiner als 1 mA. Und nirgendwo in deinem Körper kann die Stromstärke größer sein, auch nicht in dem Draht!

Ein Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,2 mm und einer Oberfläche von 250 mm² hat eine Länge von 0,4 m und damit einen Widerstand von 0,23 Ohm.

Nehmen wir an, daß der Strom von 1 mA den Draht der Länge nach durchfließt (was innerhalb des Körpers eher unwahrscheinlich ist), so fällt an ihm eine Spannung U = I * R = 1 mA * 0,23 Ohm = 230 µV ab.
In ihm wird dann eine Leistung von P = U * I = 230 µV * 1 mA = 230 nW (2,3 * 10^-7 W !) umgesetzt.

Davon erwärmt sich nix. Und wir haben hier sozusagen den schlimmstmöglichen Fall berechnet!

Beruhigt?

Steffen Bühler · Moderator Anmeldungsdatum: 13.01.2012 Beiträge: 7242

Diese Geräte scheinen laut Wikipedia allerdings stromgeregelt zu sein und schicken einen Maximalstrom von immerhin 30mA durch den Körper. Und wenn wir schlimmstmöglich annehmen, dass dieser Strom es tatsächlich schafft, irgendwie vollständig durch den Kupferdraht zu fließen, kommen wegen P=I²R dann doch immerhin 200µW zusammen.

Das ist natürlich immer noch harmlos, und die (sehr schwer theoretisch zu bestimmende!) Erhöhung der Umgebungstemperatur dürfte im Bereich von Hundertstel Grad liegen. Zum Vergleich: eine 1-W-Taschenlampenbirne mit Glühdraht (gibt's die eigentlich noch?) kannst Du im Betrieb locker anfassen, ohne dass Du groß was spürst. Und diese 200µW sind über 1000mal kleiner.

Viele Grüße
Steffen

minzblatt · Anmeldungsdatum: 20.01.2015 Beiträge: 2

Vielen Dank für eure Antworten smile

Es beruhigt mich doch sehr zu hören und zu sehen, dass dabei keine merkliche Erwärmung stattfindet. Ich finde es toll, dass du, PhyMaLehrer, sogar einen Versuch dazu gemacht hast. Danke nochmal smile

Hans Meier · Gast

1980 hatte ich das Problem mit kalten Händen und kalten Füssen. Mir wurde empfohlen 10 Tage jeden Abend ein warmes Fußbad mit einem Schuss Essig zu nehmen. Seit da kenne ich weder kalte Füße & Füße noch Hand- & Fußschweiß !

Gast10 · Gast

Hallo Minzblatt,

ich stehe jetzt, so wie du, vor der Entscheidung Iontophrese oder Kupferspirale und würde gerne wissen, ob du noch heute beides verwendest und ob es in der Vergangenheit eventuell zu Komplikationen kam.

Es wäre sehr toll, wenn du mir da vielleicht helfen könntest!

Danke im Voraus und liebe Grüße!

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Meine persönliche Erfahrung ist, daß man im allgemeinen (Notfälle ausgenommen) weniger auf Ärzte, Elektriker, Chemiker und andere "Fachleute" hören sollte, sondern mehr auf den eigenen Körper, das Bauchgefühl quasi.

In der angedeuteten Situation würde ich beispielsweise über Hygiene, Klamotten, Durchlutung, Kreislauf, Wandern usw. nachdenken. Vor rund 60 Jahren beispielsweise liefen wir Mai - September barfuß, kurze Hosen gab es März - November und solche Fragen hätte niemand verstanden. mfG!

Duke711 · Anmeldungsdatum: 26.01.2017 Beiträge: 434

Um die Sache abzurunden:

Es sind mit den o.g. Draht genau ~ 0,6 K . Bei natürlicher Luft-Konvektion. Beim Menschen durch den hohen Wassergehalt dann weniger.

Gast10 · Gast

Gast10 · Gast