Arbeitsblatt: Elektrizitätslehre Skript

Elektrizitätslehre Der elektrische Stromkreis 1 Elektrizitätslehre Wie kann man sich den elektrischen Strom vorstellen? 2 Elektrizitätslehre Die Reihenschaltung (Serienschaltung) 3 Elektrizitätslehre Die Parallelschaltung 4 Elektrizitätslehre Schaltzeichen (Schaltsymbole) Batterie Glühlampe Stromquelle Schalter offen Schalter geschlossen Strommesser (Amperemeter) Spannungsmesser (Voltmeter) Aufgaben 1. Zeichne die abgebildeten Stromkreise als Schaltpläne. 5 Elektrizitätslehre 2. Zeichne die abgebildeten Stromkreise als Schaltpläne. Schreibe jeweils dazu auf, um welche Art Schaltung es sich handelt. 3. Hier sind jeweils drei Glühlampen an eine Stromquelle angeschlossen: Was geschieht, wenn in jeder Schaltung eine Glühlampe lockergedreht wird? 6 Elektrizitätslehre 4. In der untenstehenden Schaltskizzen einer Reihenschaltung und einer Parallelschaltung ist angegeben, wo jeweils ein Schalter eingebaut werden könnte. a. Wohin muss bei der Reihenschaltung der Schalter, wenn man mit ihm beide Lampen gleichzeitig ein- und ausschalten will? b. Wo würdest du bei der Parallelschaltung einen Schalter einsetzen, mit dem beide Lampen gemeinsam ein- und ausgeschaltet werden können? c. Tina hat ihren Schalter in der Parallelschaltung bei geplant. Was erreicht sie damit? d. Was geschieht, wenn sie den Schalter bei einbaut? 7 Elektrizitätslehre Wirkungen des elektrischen Stromes 8 Elektrizitätslehre Die elektrische Stromstärke So misst man die elektrische Stromstärke 9 Elektrizitätslehre Aufgaben 5. Bei einigen Messversuchen zeigte der Strommesser 0.85 bzw. 43 mA an. Rechne di ese Angabe in mA bzw. in um. 6. Warum muss am Vielfachmessgerät zuerst der grösste Messbereich eingestellt werden, wenn ein Strom gemessen werden soll? 7. Welche elektrischen Stromstärken kannst du in den Bildern 5 bis 10 ablesen? 8. Baue die Schaltung auf. a. Miss nacheinander an den drei bezeichneten Stellen die Stromstärke 1. 2. 3. b. Zeichne einen Schaltplan mit dem eingefügten Messgerät. 10 Elektrizitätslehre Die Sicherung im Stromkreis In jedem Haus und in jeder Wohnung befinden sich heute Sicherungskästen mit Sich erungsautomaten. Bei einem Kurzschluss unterbricht der Automat den Stromkreis, der Schalthebel ist unten. Durch Hochdrücken des Hebels kann man den Stromkreis wieder schleissen. Dies sollte man aber erst dann wieder tun, wenn die Ursache für den Kur zschluss behoben wurde. Schmelzsicherungen schützen elektronische Geräte wie Radios, Fernseher oder Computer. Auch in Autos werden Schmelzsicherungen verwendet. Sicherungsautomat verschiedene Schmelzsicherungen Versuch Kurzschluss Drehe die Lampenfassung so, dass sich die blanken Drähte berühren. Was geschieht? 11 Elektrizitätslehre 12 Elektrizitätslehre 13 Elektrizitätslehre Aufgaben 9. In welcher Einheit wird die elektrische Stromstärke gemessen? 10. Wie wird ein Strommessgerät in den Stromkreis geschaltet? Zeichne einen Schal tplan. 11. Im oben abgebildeten Stromkreis soll die Stromstärke gemessen werden: a. beim Motor beim Lämpchen 1 beim Lämpchen 2 b. Ergänze den Schaltplan mit dem benötigten Strommessgerät 12. Was muss man unbedingt beachten, wenn man bei einem Stromunfall einem Opfer, das unter Strom steht, helfen will? 14 Elektrizitätslehre Die elektrische Spannung So misst man die elektrische Stromstärke 15 Elektrizitätslehre Aufgaben 13. Zur Vorbereitung dieses Messversuches wird ein Stück Konstantandraht (60 cm lang; 0.2 mm ø) aufgewendelt. Die Wendel wird dann über einen Strommesser an ein regelbares Netzgerät angeschlossen. Wie ändert die Stromstärke, wenn die Spannung (in Schritten von 1 V) von 0 bis 10 erhöht wird? 14. Baue den Stromkreis auf. Stelle die Spannung höchstens auf die Nennspannung des Lämpchens ein, nicht höher. Miss die Spannung an den zwei bezeichneten Stellen. Notiere die Messwerte. Vergleiche die Werte und begründe. 16 Elektrizitätslehre 15. Baue die Schaltung mit zwei gleichartigen Lämpchen auf. Miss die Spannung an jeder Lampe sowie direkt an der Spannungsquelle. Erkläre deine Messergebnisse. 16. Was geschieht, wenn ein Elektrogerät an eine Stromquelle angeschlossen wird, deren Spannung erheblich höher als die Betriebsspannung ist? 17. Was geschieht, wenn die Spannung der Stromquelle geringer als die Betriebsspannung ist? 17 Elektrizitätslehre Der elektrische Widerstand 18 Elektrizitätslehre 19 Elektrizitätslehre 20 Elektrizitätslehre 21 Elektrizitätslehre 22 Elektrizitätslehre Aufgaben 18. Wenn du mit eingeschaltetem Dynamo Fahrrad fährst, brennt dein Fahrlicht nicht immer gleich hell. Erkläre, welchen Grund das haben könnte. 19. Ein Glühlämpchen der Eisenbahnbeleuchtung ist durchgebrannt. Zum Glück findest du noch ein ähnliches in einer Schachtel. Doch dieses Lämpchen leuchtet nur ganz schwach. Woran könnte es liegen? 20. Welcher Draht hat den grössten, welcher den kleinsten Widerstand? 21. In einer Messung wurden folgende Wertepaare ermittelt: Zeichne ein Diagramm und lies die Stromstärke für 1V, 6V, 8V und 12V ab. 23 Elektrizitätslehre 22. a) Bei einer elektrischen Eisenbahn fliesst bei 24 Spannung ein Strom von etwa 0.2 A. Welchen Widerstand setzt der Motor dem elektrischen Strom dann entg egen? b) Welchen Widerstand hat ein Kupferdraht, wenn bei 10 ein Strom von 0.5 fliesst? 23. Das Netzgerät eines Keyboards hat eine Spannung von 12 V. Welcher Strom fliesst bei einem Widerstand von 4‘000 ? 24. Betrachte folgendes Bild und studiere die Tabelle. a) Ergänze zunächst die fehlenden Werte in der ersten Spalte der Tabelle. b) Wie viel Ohm hat der 1-m-Draht? c) Wie viel Ohm hat ein Draht doppelter Länge? d) Wie viel Ohm hat ein Draht halber Länge? e) Ergänze nun die beiden letzten Spalten der Tabelle. f) Stelle die Werte in einer Tabelle grafisch dar. Verbinde die Punkte für jeden der drei Drähte durch eine farbige Gerade. 24