Arbeitsblatt: werkstatt elektrizität

E e t i i ä Nr. Posten 3 mit Lämpchen und Batterie experimentieren ein Lämpchen zum Leuchten bringen eine Fassung benutzen 4 zwei Lämpchen brennen 1 2 6 7 8 Schaltungen zeichnen und bauen Und-Schaltung Oder-Schaltung Mutters-Idee 9 glühende Lämpchen 5 Form Niveau Arbeitsprotokoll einführen EA Posten 1 – 5 besprechen PA PA PA Posten 5 – 9 besprechen PA PA EA Posten 10 – 14 besprechen EA EA PA PA Posten 15 – 17 besprechen Eine aufwändige Schaltung 19 Eigener Stromkreis 20 anziehender Nagel 21 Kühlschranktüre 18 Legende: EA Einzelarbeit PA Partnerarbeit GA Gruppenarbeit fakultativ EA PA 15a Textaufgaben 15b Textaufgaben Welche Lampen 16 brennen? 22 Ladentüre EA EA Reihen- und Parallelschaltung Entscheide welches 11 Lämpchen brennt 12 Leiter oder Isolatoren? 13 Vorsicht Hochspannung! 17 8ung Lebensgefahr alle EA 10 14 der Vogel auf dem Draht Gearbeitet mit: EA GA EA/PA PA GA Posten 18 – 22 besprechen GA Niveau: 1 sehr einfach 2 mässig 3 schwierig 4 sehr schwierig Posten Nr. 1 mit Lämpchen und Batterie experimentieren Auftrag: Setze den Fuss des Lämpchens zuerst auf die kurze, dann auf die lange Metallzunge. Ziel: a. Du machst erste Erfahrungen mit Lämpchen und Batterie. Du weißt wie die Kontakte auf der Lampenfassung anzuschliessen sind, damit die Lampe brennt. Du bemerkst das ein Lämpchen nicht nur Licht abgibt. Du merkst dir, dass ein Lämpchen nur in einem geschlossenen Stromkreis leuchten kann. Was geschieht? Jetzt stellst du das Lämpchen auf die lange Metallzunge und bringst die kurze mit dem Gewinde in Berührung. b. Was geschieht? c. Warum ist das so? Probiere nun aus, ob das Lämpchen auch leuchtet, wenn du es auf die kurze Metallzunge stellst und die lange Metallzunge ans Gewinde hältst. d. Was geschieht? Lass das Lämpchen eine Weile leuchten und berühre es dann. e. Was fühlst du? Material: eine flache 4,5-Volt-Taschenlampenbatterie ein Lämpchen Posten Nr. 2 ein Lämpchen zum Leuchten bringen Auftrag: Lege ein Ende des Drahts auf die Unterlage (Schneidunterlage). Ungefähr 3 cm vom Ende entfernt schneidest du mit dem Messer rund um den Draht herum. Pass auf, dass du den Draht nicht durchschneidest! Zieh jetzt die Plastikumhüllung vom Drahtende weg. Mit dem anderen Ende des Drahts machst du es genauso. Wickle jetzt ein blankes Drahtende um die lange Metallzunge der Batterie und knicke die Metallzunge nach hinten. So kann der Draht nicht mehr herunter rutschen. Jetzt stellst du das Lämpchen auf die kurze Metallzunge der Batterie. Das freie Drahtende hältst du an das Gewinde des Lämpchens. Ziel: a. Du kannst schriftlich festhalten, was geschieht und dies auch begründen. Was geschieht? b. Warum ist das so? Material: eine flache 4,5-Volt-Taschenlampenbatterie ein Lämpchen 25 cm Klingeldraht Schneidunterlage ein Japanmesser Posten Nr. 3 eine Fassung benützen Auftrag: Als erstes schraubst du das Lämpchen in die Fassung. Befestige ein Drahtende an der Fassung. Nimm nun den zweiten Draht und mache ihn auch an der Fassung fest. Die beiden Drahtenden befestigst du an den zwei Metallzungen der Batterie und biegst die Metallzungen anschliessend nach hinten. Ziel: a. Du lernst, dass eine Lampenfassung ebenfalls Kontakte hat. Du versuchst möglichst genau aufzuschreiben was passiert ist. Was ist geschehen? b. Warum ist das so? c. Löse jetzt wieder einen Draht von der Fassung. Was passiert? Material: eine flache 4,5-Volt-Taschenlampenbatterie ein Lämpchen eine Fassung zwei 25 cm lange Klingeldrähte mit blanken Enden Posten Nr. 4 zwei Lämpchen brennen Auftrag: Befestige ein Ende eines langen Klingeldrahtes an einer Metallzunge der Batterie. Das andere Ende verbindest du mit der einen Fassung. Auf der anderen Seite der Fassung machst du den kurzen Draht fest. Der kurze Draht führt zur zweiten Fassung. Von dieser aus geht der zweite lange Draht zurück an die andere Metallzunge der Batterie. Jetzt ist deine kleine Lämpchenreihe fertig. Man sagt dazu auch „Reihenschaltung. Ziel: a. Du lernst was eine Reihenschaltung ist. Du beobachtest wie die Lämpchen sich in einer Reihenschaltung verhalten (Helligkeit, ein Lämpchen rausnehmen) Was ist geschehen? b. Warum ist das so? c. Probiere aus, ob ein Lämpchen heller leuchtet, wenn du das zweite Lämpchen mit Fassung aus dem Stromkreis heraus nimmst und den Stromkreis dann wieder schliesst. Wa Material: eine flache 4,5-Volt-Taschenlampenbatterie zwei Lämpchen zwei Fassungen Draht Posten Nr. 5 Schaltungen zeichnen und bauen Auftrag: Du bekommst verschiedene Aufträge. Führe sie folgendermassen aus: 1. Auftrag lesen 2. Schema zeichnen 3. Schaltung aufbauen und kontrollieren. Ziel: Du führst einen Auftrag nach Informationen aus. Du lernst wie man ein Schema zeichnet. 1. Ein Lämpchen kann ein- und ausgeschaltet werden. 2. Zwei Lämpchen können ein- und ausgeschaltet werden. Material: Batterie Lämpchen Draht Schalter Posten Nr. 6 Und-Schaltung Auftrag: Lisa und Ferry sind Geschwister und teilen sich ein Zimmer. Beide lesen gerne in ihren Betten. Es gibt nur eine Lampe die für beide genug Licht abgibt. An jedem Bett gibt es einen Schalter für die Lampe 1. Die UND – Schaltung: Ferry sagt: „Nur wenn beide Schalter geschlossen sind (also wenn wir beide lesen wollen), soll die Lampe an sein, ansonsten soll sie aus sein. Baue eine solche Schaltung Zeichne ein Schema für die Schaltung Ziel: Eine Schaltung aufbauen können die dem Text entspricht. Ein Schema zur Schaltung zeichnen können. Erklären können weshalb diese Schaltung auch „Und-Schaltung genannt wird. Diese Schaltung heisst Und-Schaltung, weildamit die Lampe leuchtet. Material: Batterie 2 Schalter Drähte 1 Lampe Posten Nr. 7 Oder-Schaltung Auftrag: 2. Die ODER – Schaltung Lisa meint: „Ich fände es besser wenn die Lampe auch an ist, wenn nur einer von beiden Schaltern geschlossen ist. Nur wenn beide Schalter offen sind, soll die Lampe aus sein. Baue eine solche Schaltung nach. Zeichne ein Schaltbild für die Schaltung. Ziel: Eine Schaltung aufbauen können die dem Text entspricht. Ein Schema zur Schaltung zeichnen können Erklären können weshalb diese Schaltung auch „Oder-Schaltung genannt wird. Diese Schaltung heisst Oder-Schaltung, weildamit die Lampe leuchtet Material: selber überlegen Posten Nr. 8 Mutters Idee Auftrag: Mama denkt laut: „Ich hätte gerne einen dritten Schalter draußen im Flur mit dem ich die Lampe in jedem Fall ausschalten kann, wenn es Schlafenszeit ist. Überlege dir wo du diesen dritten Schalter bei Posten 6 und 7 einbauen müsstest. Zeichne die beiden Schemas dazu. Ziel: Eine Schaltung aufbauen können die dem Text entspricht. Ein Schema zur Schaltung zeichnen können. Posten Nr. 9 glühende Lämpchen Auftrag: Betrachte das Bild auf dieser Seite. Ziel: a. Durch Beobachtungen und mit deinem Wissen diesen Posten lösen. Bei Unsicherheiten nachprüfen Welche Lämpchen brennen? b. Wenn du die Buchstaben der glühenden Lämpchen in die richtige Reihenfolge bringst, entsteht ein Wort. Welches? Material: selbstständig bei Unklarheiten nachprüfen. Posten Nr. 10 Reihenschaltung/ Parallelschaltung Auftrag: Jedes Team benötigt zwei Lampen, einen Schalter eine Batterie und Kabel. Baut eine Schaltung so auf, dass beide Lämpchen brennen. Zeichnet die Schaltung auf. Findet ihr eine weitere Lösung? Zeichnet auch diese auf. Wo liegen die Unterschiede? Vergleicht Helligkeit, schraube ein Lämpchen heraus was passiert? Ziel: In Partnerarbeit an einem Problem konzentriert und ruhig arbeiten können. Durch experimentieren und beobachten den Posten gemäss Auftrag lösen können 3 Unterschiede zwischen Reihen- und Parallelschaltung nennen können. Posten Nr. 11 Entscheide welches Lämpchen brennt Auftrag: Entscheide welche Lämpchen brennen welche nicht. Notiere weshalb einige nicht brennen. Bei 2 Lämpchen brennen sie normal hell oder nur schwach? Wenn du nicht sicher bist baue die Schaltung nach und probiere aus. Ziel: Schema lesen und beurteilen welche Lämpchen brennen können und welche nicht. Entscheiden können wie die Lämpchen brennen (hell, weniger, mehr) und dies schriftlich festhalten. Nach dem Schema Schaltung nachbauen und überprüfen. Posten Nr. 12 Leiter oder Isolatoren Auftrag: Hier untersuchst du, welche Stoffe den elektrischen Strom sehr gut leiten, nur wenig oder nicht leiten. Nicht nur feste Stoffe sondern auch Flüssigkeiten dürfen untersucht werden. Lege verschiedenste Stoffproben bereit und überlege dir wie du die Resultate in einer Tabelle darstellen willst. Die Tabelle muss folgende Kriterien erfüllen: • Stoffname • Leitfähigkeit: sehr gut, gut, mässig, gar nicht Ziel: Durch verschiedene Proben die Leitfähigkeit von Materialien feststellen. Eine übersichtliche Tabelle herstellen und ausfüllen können. 3 Leiter und 3 Isolatoren nennen können. Mögliches Vorgehen: Posten Nr. 13 Vorsicht Hochspannung Auftrag: Betrachte das Bild auf dieser Seite genau. Die Hochspannungsleitungen sind nicht direkt am Mast befestigt, sondern sie hängen an Isolatoren. Ziel: Du kannst durch eigene Überlegungen aufschreiben, weshalb Isolatoren nötig sind und aus was für möglichen Materialien diese sein könnten. a. Warum sind diese „Isolatoren nötig? b. Aus welchen Materialien könnten diese Isolatoren hergestellt sein? Posten Nr. 14 der Vogel auf dem Draht Auftrag: Vielleicht habt ihr auch schon beobachtet, wie Vögel auf Starkstromleitungen landen. Trotzdem werden die Tiere nicht verletzt. Es heisst doch immer solche Drähte seien lebensgefährlich! Ziel: Du kannst schriftlich festhalten, weshalb es einem Vogel auf dem Draht „pudelwohl ist. Du überlegst dir wie es einem Menschen auf einem Draht ginge. a. Finde eine Begründung für diese Beobachtung. b. Wie würde sich ein Mensch in der selben Situation fühlen?. Posten Nr. 15a Textaufgaben Auftrag: Jetzt wirds schwieriger! Lies den Auftrag genau, überlege, zeichne und baue Ziel: Selbstständig die Aufgabe ausführen können. Du kannst anhand des Textes die Schaltung zeichnen und bauen. Bei einem Fehler gehst du nochmals konzentriert ans Werk. 1. Benjamin und Martina haben im Keller ein Spielzimmer. Ihre Mutter möchte nicht immer hinuntersteigen, um sie z.B. zum Essen zu rufen. Nun haben die beiden eine Klingel eingerichtet. Wie muss diese geschaltet sein? 2. Frau Born und Herr Hediger arbeiten beide auf einer Bank und haben Schlüssel zum elektrischen Schloss des Banktresors. Der Tresor lässt sich aber nur öffnen, wenn beide ihre Schlüssel im Schloss drehen. Baue diese Schaltung nach. Als Schlüssel verwendest du 2 Schalter, als Schloss ein Lämpchen Posten Nr. 15b Textaufgaben Auftrag: Und noch schwieriger!!! Lies den Auftrag genau überlege, zeichne und baue Ziel: Selbstständig die Aufgabe ausführen können. Du kannst anhand des Textes die Schaltung zeichnen und bauen. Bei einem Fehler gehst du nochmals konzentriert ans Werk. 3. Baut eine Schaltung in Partnerarbeit so, dass Lämpchen 1 vom Schalter 1 oder vom Schalter 2, Lämpchen 2 nur vom Schalter 2 ein- und ausgeschaltet werden kann. 4. Kannst du mit einem Lämpchen und 2 Wechselschaltern eine Treppenhausbeleuchtung aufbauen? Das Licht soll vom Schalter oben und unten ein- oder ausgeschaltet werden können. Posten Nr. 16 Welche Lampen brennen? Auftrag: Was passiert, wenn du immer je eine Lampe ausdrehst? Arbeite so: Durch überlegen antworten -und dann die Schaltung bei Unsicherheiten aufbauen und überprüfen. Antworte für alle Lampen von L1 – L9. Ziel: Du kannst ein Schema lesen und dadurch entscheiden welche Lampen brennen. Im Zweifelsfall überprüfst du durch nachbauen Posten Nr. 17 8ung Lebensgefahr!!! Auftrag: Worin besteht die Gefahr? Beschreibe die einzelnen Bilder auf einem Blatt. Schreibe in ganzen Sätzen und beschreibe genau. Colloriere die Bilder sauber. Ziel: Die Gefahren auf den einzelnen Bilder erkennen und in Sätzen auf die Gefahren hinweisen. Die Bilder sauber collorieren können. Posten Nr. 18 Eine aufwändige Schaltung! Auftrag: Notiere welche Schalter du schliessen oder öffnen musst, damit die verschiedenen Lampen einzeln brennen. Geht das überhaupt? Gibt es Schalter die man weglassen könnte? Was passiert wenn man alle Schalter schliessen würde? Baue diese Schaltung nach. Ziel: Durch deine Überlegungen diese komplizierte Aufgabe gemäss Auftrag lösen können. Posten Nr. 19 Eigener Stromkreis Auftrag: Schneide die Karten sorgfältig aus und kreiere dir einen eigenen Stromkreis. Baue diesen nach und schaue ob er überall funktioniert. Ziel: Dein Wissen und Können anwenden, indem du eigene Schemas entwirfst und überprüfst. Posten Nr. 20 anziehender Nagel Auftrag: Befestige den Draht an einer Metallzunge der Batterie. Umwickle den Nagel ungefähr zwanzig Mal mit dem Draht. Schliesse das andere Ende des Drahtes am anderen Pol der Batterie an. Halte nun den eingewickelten Nagel an die Büroklammern. Ziel: Beobachtungen festhalten und mit einem Partner diskutieren was hier passiert ist. Vermutungen anstellen und diese aufschreiben. a. Was geschieht? b. Was könnte hier passiert sein? Wickle nun den Draht nur noch zehn Mal um den Nagel und halte ihn wiederum an die Büroklammern. c. Was stellst du fest? Mach auch einen Versuch mit 40 Umwindungen. d. Wie verändert sich das Resultat? e. Was passiert, wenn du den Stromkreis unterbrichst? Posten Nr. 21 Kühlschrankschaltung Auftrag: Baut eine Batterie, eine kleine Glühbirne mit Fassung so in eine vorgegebene Schachtel ein, dass das Licht brennt, wenn der Deckel geöffnet ist und auslöscht, wenn man den Deckel schliesst. Kannst du auch ein Schema dazu zeichnen? Ziel: In PA/GA ein gestelltes Problem lösen können. Der Klasse den „Kühlschrank vorführen ohne die Schaltung zu verraten. Geheimplan: Material: Batterie kleine Lampe Fassung Draht blanker Draht Blechstreifen Reissnägel Posten Nr. 22 Ladentüre Auftrag: Montiere an der Schulzimmertür einen Summer so, dass ein Summton ertönt wenn die Türe geöffnet wird. Bevor ihr beginnt, diskutiert in eurer Gruppe die Möglichkeiten und macht versuche auf dem Boden. Ziel: In PA/GA ein gestelltes Problem lösen können. Dein Wissen anwenden. Material: Batterie Summer Draht Blechstreifen Brettchen Reissnägel Klebeband