Unterrichtseinsichten - Schuljahr 2010/2011 - Physik 6b

Stromkreise

• Zur Frage, woher unser elektrischer Strom kommt, habt Ihr viele Quellen gekannt:
• Solarzellen (Photovoltaik)
• Brennstoffzellen
• Windkraft, Wasserkraft, Kernkraft, Biogas (Turbine, Generator)
• Fahrraddynamo (Generator)
• Batterie, Akkumulator
• Aufbau eines Atoms
  Das Atom besteht aus einem Atomkern, der fast die gesamte Masse des Atoms enthält und der positiv geladen ist.
  Um den Kern herum befindet sich die Atomhülle, die von Elektronen gebildet wird. Elektronen sind punktförmige Teilchen, die negativ geladen sind.

• Stromkreis/Symbole
  
  Um elektrische Schaltungen übersichtlich zu gestalten, werden Symbole benutzt.
  Wir haben die Symbole für eine Batterie, eine Lampe und einen Schalter besprochen.
• Im Zusammenhang mit dem Thema Ladungen haben wir uns über die Themen Blitze und Gewitter unterhalten.
  Dazu gibt es viele Seiten im Internet. Sucht doch mal!
  Hier eine kleine Auswahl: 1 , 2 , 3 , Film

• Schülerübung zum Thema Stromkreise
  Es sollten Stromkreise mit 1 und 2 Lampen und Schaltern gebaut werden.
  Hier eine Auswahl der schönsten Werke:
  1   2 
  
  3  4   
  Bei den Schaltungen 1 bis 3 kann man mit dem Wechselschalter wählen, welche der beiden Lampen leuchten soll.
  In Schaltung 1 werden mit dem Ein-Aus-Schalter grundsätzlich beide Lampen beeinflusst.
  In Schaltung 4 wird mit dem Ein-Aus-Schalter grundsätzlich die obere Lampe eingeschaltet. Mit dem Wechselschalter kann man die 2. Lampe zusätzlich anschalten.
• Hausaufgabe: Schaltskizze der eigenen Schaltung zeichnen.

• Batterien
  Wir haben das Prinzip einer Batterie erkannt am Beispiel zweier Stäbe aus Kohle und Zink in Salzwasser.
  
• Strom kann man auch aus Thermoelementen gewinnen.
  Zwei Drähte aus verschiedenen Materialien werden zusammengelötet. Erhitzt man die Lötstelle, fließt ein Strom in den Drähten.
  
• Eine sehr häufig angewandte Methode (z.B. Fahrraddynamo) ist die Erzeugung von Strom nach dem Generatorprinzip:
  Eine Spule wird in einem Magnetfeld bewegt oder ein Magnet wird neben einer Spule bewegt.
   
• Solarzellen erzeugen Strom allein dadurch, dass Licht auf eine Halbleiterfläche fällt.
  
• Hausaufgabe: Seite 29 Aufgabe 6 und 7

• Zur Lösung der Hausaufgabe:
• Die Schalter in den Autotüren müssen parallel geschaltet werden, damit mit jedem einzelnen von ihnen die Lampe im Auto angeschaltet werden kann.
• Zünschloss, Hupenschalter und Hupe müssen seriell (hintereinander im Stromkreis) geschaltet werden, damit die Hupe nur dann zu hören ist, wenn der Zündschlüssel eingesteckt ist und der Hupenschalter betätigt wird.
• Mit einem Ohmmeter habt ihr im Schülerversuch untersucht, welche Gegenstände im Klassenraum den Strom leiten können und welche nicht (Vergleich in der nächsten Stunde).
  Ihr habt gesehen, dass sogar der Mensch Strom leiten kann, auch wenn der elektrische Widerstand sehr hoch ist.
  Selbst eine Menschenkette aus allen Schülerinnen und Schülern der Klasse hat den Strom geleitet.

• In der letzten Stunde habt Ihr folgende Gegenstände als Leiter gefunden: Füllhalterkappe, Bleistiftmine, Kopf, Zunge, Geld, Ei, Schere, Schraube, Schlüssel.
  Und folgende Gegenstände habt Ihr als Nichtleiter erkannt: Tafel, Kreide, Lineal, Leder, Gummi, Papier, Heizung (Lack), Etui, Folie.
  Wir haben gesehen: Am besten leiten Metalle, am schlechtesten Kunststoffe.
• Drei Wirkungen des elektrischen Stroms haben wir kennengelernt:
  1. Wärmewirkung: Ein Draht verlängert sich bei Erwärmung (starker Strom fließt durch den Draht).
  2. Chemische Wirkung: In einer Knallgaszelle wird durch Strom aus einer verdünnten Säure Gas freigesetzt.
  3. Ein stromdurchflossener Leiter hat um sich herum ein Magnetfeld.
  Wickelt man den Leiter auf, so verstärkt sich die magnetische Wirkung.
  Einen aufgewickelten Draht nennt man Spule.
  Befindet sich in der Spule noch ein leicht magnetisierbarer Eisenkern, so wird die magnetische Wirkung auf ein Vielfaches vergrößert.
• Versuch zum Elektromagnetismus:
  Bau einer Klingel aus einfachsten Materialien.
  Schaltplan:
  Eines Eurer Exemplare:

• Schülerversuch zur Stromstärkenmessung im seriellen und parallelen Stromkreis
  Ergebnisse:
• Im seriellen Stromkreis ist die Stromstärke überall gleich groß.
• Im parallelen Stromkreis ergibt sich die Gesamtstromstärke, indem man die Stromstärken in den Verzweigungen addiert.
• Hausaufgabe: Aufgaben auf den Seiten 51 und 52 als Wiederholung für die Arbeit durcharbeiten.

• Wiederholung zur Arbeit
• UND-Schaltung: Zwei Schalter hintereinander im Stromkreis. Nur wenn beide Schalter egschlossen sind, fließt im Stromkreis Strom.
  
• ODER-Schaltung: In jedem Zweig einer Parallelschaltung liegt ein Schalter. Wenn wenigstens ein Schalter geschlossen ist, fließt der Strom.