Heute wollen wir elektrische Stromkreise aufbauen. Dafür machen wir zuerst einen Plan, den Schaltplan.
Der Schaltplan wird immer mit Bleistift und Lineal gezeichnet. Die elektrischen Leitungen werden nur waagerecht oder senkrecht gezeichnet. Für die einzelnen Bauelemente gibt es festgelegte Schaltzeichen. Diese findest du auch im Tafelwerk auf S.97. Aber keine Angst, wir brauchen nur einige davon.
Ein einfacher Stromkreis enthält eine Spannungsquelle, elektrische Leiter, einen elektrischen Schalter und einen Verbraucher, z.B. eine Glühlampe. Der elektrische Strom fließt nur, wenn der Stromkreis geschlossen ist. Also müssen wir den Verbraucher mit beiden Seiten der Spannungsquelle durch elektrische Leitungen verbinden. Auch der Verbraucher hat zwei Anschlüsse, so dass der elektrische Strom durchfließt. Nach dem Schließen des Schalters liegt das elektrische Feld der Spannungsquelle auch am Verbraucher an und z.B. die Glühlampe kann leuchten.
Probiere es selber aus! Leider geht das jetzt nur virtuell. Viel Spaß mit folgendem Programm. Baue zunächst den folgenden einfachen Stromkreis aus Spannungsquelle, elektrischen Leitungen, Glühlampe und elektrischem Schalter. Lass die Lampe leuchten, mach ein Bild davon und lade mir dieses in die Abgabe! Achte darauf, dass deine elektrischen Leitungen nur waagerecht und senkrecht sind.
Prüfe die folgende Gegenstände auf ihre Leitfähigkeit: Büroklammer, Radierer, Geldschein, Münze, Hund, Bleistift, Hand. Ersetze dazu einfach den Schalter nacheinander und verändere auch die Spannung der Spannungsquelle.
Letzte Aufgabe für heute: Schreibe bitte sauber das folgende Tafelbild auf!
Experiment: (Nutze wieder das Programm zur Simulation)
Baue in dem einfachen Stromkreis eine zweite Glühlampe hinter der ersten ein und verwende den Schalter an verschiedenen Stellen: Vor der ersten Lampe, zwischen den Lampen und hinter der zweiten Lampe. Welche Auswirkungen hat das?
Schaltet man in einem elektrischen Stromkreis mehrere Verbraucher hintereinander, so nennt man das eine Reihenschaltung oder unverzweigter Stromkreis.
Lies den folgenden Abschnitt „Einfache Stromkreise“ und betrachte die Abbildungen!
Mit der Parallelschaltung werden die Verbraucher nebeneinander betrieben. Dazu benötigen wir als neues Bauelement Verzweigungspunkte. Darum nennt man den Stromkreis mit einer Parallelschaltung auch verzweigter Stromkreis.
Schreib sauber das folgende Tafelbild dazu auf !
Experiment: (Nutze wieder das Programm zur Simulation)
Baue nun einen verzweigten Stromkreis mit zwei parallel geschalteten Glühlampen entsprechend dem Schaltplan mit zwei Schaltern auf. Teste die Funktion!
Verwende nun zusätzlich einen weiteren Schalter direkt vor oder hinter der Spannungsquelle. Beschreibe die Funktion!
Weitere elektrische Schaltungen
Zeichne die Schaltpläne für folgende elektrische Schaltungen auf deinem Arbeitsblatt. Du kannst auch erst die Schaltung mit dem Programm ausprobieren! Achte beim Zeichnen mit Bleistift und Lineal darauf, dass Leitungen nur waagerecht oder senkrecht sind, Verzweigungspunkte mit dem Punkt gekennzeichnet sind und der Stromkreis geschlossen ist (bis auf den Schalter).
Aufgabe1
Die Weihnachtsbaumbeleuchtung besteht aus vielen Lampen. Welche Schaltungsart nutzt man dafür? Was müsste passieren, wenn eine Lampe kaputt geht (oder heraus geschraubt wird)?
Aufgabe2
Eine Verteilerdose hat drei Anschlüsse für Stecker. Wie werden die Geräte mit einer solchen Verteilerdose geschaltet? Fertige einen Schaltplan für den Anschluss einer Klingel, einer Glühlampe und eines Motors an!
Aufgabe3
Hier sind zu viele Ecken drin.
a) Zeichne jeweils einen übersichtlichen Schaltplan!
b) In der folgenden Tabelle sind alle möglichen Kombinationen der Schalterstellungen angegeben. Dabei bedeutet eine 0 = Schalter auf und eine 1 = Schalter zu. Übernehme die Tabelle und schreibe dazu für die linke Schaltung, welche Lampen jeweils brennen!
Kontrollerg.: Überall aus eingetragen?
Aufgabe4
Findest du dich hier auch zurecht? Dann zeichne wieder einen elekrtischen Stromkreis zu der jeweiligen Schaltung und beachte: Mit Bleistift und Lineal, nur waagerechte oder senkrechte elektrische Leitungen und Verzweigungspunkte nicht vergessen! Schalter, Lampe und Batterie kennst du ja als Schaltzeichen.
Physik (Herr Reich) 16.3.2020 - ... 