Arbeitsblatt: Arbeitsheft Elektrizität

Material-Details

Arbeitsheft mit Vorwissenabklärung und 15 Posten zum Thema Stromkreis, Elektrokraftwerke etc.
Physik
Elektrizität / Magnetismus
5. Schuljahr
20 Seiten

Statistik

180002
864
46
18.03.2018

Autor/in

Atzi (Spitzname)
Land: Schweiz
Registriert vor 2006

Downloads Arbeitsblätter / Lösungen / Zusatzmaterial

Die Download-Funktion steht nur registrierten, eingeloggten Benutzern/Benutzerinnen zur Verfügung.

Textauszüge aus dem Inhalt:

Vorwissen: Was ist eigentlich Strom? Wie kannst du in der Natur Elektrizität erkennen? . . Nenne 3 Haushaltsgeräte, die Strom brauchen: . Welche Materialien leiten Elektrizität besonders gut? . Warum kann Strom lebensgefährlich werden? . . Wenn wir für den Stromverbrauch bezahlen, zahlen wir eigentlich für die Leistung, die der Strom vollbringt. Die Leistung nennt man Das weiss ich auch noch: M&U: Strom 2016/AA . . Posten 1: Die Glühbirne 1. 2. 3. Betrachte die Glühbirne ganz genau. Zeichne die Glühbirne mit Bleistift ab. (Die ganze Glühbirne sollte ca. 8 cm oder grösser werden.) Lies den untenstehenden Text genau durch. Versuche nun deine gezeichnete Glühbirne mit möglichst vielen Begriffen zu beschriften. (zuerst mit Bleistift, dann der Lehrperson zeigen) Wie die Glühbirne funktioniert Wenn der Stromkreis nirgends unterbrochen sein darf, muss er auch im Glühlämpchen geschlossen sein. Der Strom fliesst über den Fusskontakt auf den Zuleitungsdraht zum Glühfaden. Wenn der Stromkreis geschlossen ist, glüht dieser Faden hell auf und gibt Licht. Der Strom verlässt über den zweiten Zuleitungsdraht den Glühfaden, der auch Wendel genannt wird und aus Wolfram gefertigt ist. (Wolfram schmilzt auch bei über 1000C nicht!) Über den Schraubsockel fliesst der Strom zurück zur Stromquelle. Die ganze Einrichtung ist unter einem Gasballon, der luftleer ist und im Sockel aus Blech steckt. Um elektrischen Kontakt zu bekommen, muss man den Sockel in eine Fassung schrauben. 4. Zeichne nun den Weg des Stroms mit roter Farbe ein. M&U: Strom 2016/AA Posten 2: Welche Lämpchen leuchten? Markiere die Bilder, in denen das Lämpchen richtig angeschlossen ist. Lass deine Lösungen von der Lehrperson korrigieren. M&U: Strom 2016/AA Posten 3: Der Kurzschluss Markiere die Stromkreise, in welchen ein Kurzschluss vorliegt. (Kurzschluss beide Pole der Batterie sind direkt miteinander verbunden) M&U: Strom 2016/AA Posten 4: Der Stromkreis 1. Versuche das Lämpchen zum Leuchten zu bringen, wenn der Schalter gedrückt wird. 2. Zeichne die Schaltung auf und Beschrifte. M&U: Strom 2016/AA Posten 5: Die Serieschaltung Lisa und Peter sind Geschwister und teilen sich ein Zimmer. Beide Leitung (Kabel) Stromverbraucher (Lämpchen) Stromquelle (Batterie) Schalter 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 gemeinsame Lampe. Peter sagt: „Nur wenn beide Schalter geschlossen sind (also wenn wir beide lesen wollen), soll die Lampe an sein, ansonsten soll sie aus sein. M&U: Strom 2016/AA 1. Zeichne ein Schema für die Schaltung 2. Baue die Schaltung auf und teste sie. Schema: Ergänze: Diese Schaltung heisst „Serieschaltung, weil damit die Lampe leuchtet. Posten 6: Thomas Edison Der Amerikaner Thomas Edison erfand die Glühlampe. Er lebte 1847 bis 1931 im Staate New Jersey. Als junger Forscher entdeckte Edison, dass ein Faden, der aus Kohle gefertigt war, zu glühen begann, wenn man elektrischen Strom hindurchleitete. Aber der Faden verbrannte rasch, wenn Luft an den Faden kam. So montierte Edison den Kohlefaden in eine Glasbirne, aus der er die Luft herauspumpte. Nun konnte der Faden nicht mehr verbrennen, weil kein M&U: Strom 2016/AA Sauerstoff in der Birne war. Er leuchtete hell und verbrauchte sich nur sehr langsam. Die Glühbirne war erfunden. Die Kohlefaden-Glühbirne hatte aber auch Nachteile: Das Licht war nur sehr schwach. Dafür hatte sie den Vorteil: Sie ging bei starkem Wind nicht aus. Die Wissenschaftler suchten nun nach Möglichkeiten, helleres Licht zu schaffen. Dabei fanden sie heraus, dass ein Glühfaden umso mehr Licht abgibt, je höher er erhitzt wird. Es musste also ein Metall gefunden werden, das sehr stark erhitzt werden kann, ohne dass es dabei selber schmilzt. So wurden die Glühfäden künftig aus Wolfram hergestellt. Wolfram ist jedoch ein sehr hartes und sprödes Metall, das bei 3370 Grad Celsius schmilzt. Lange Zeit gelang es nicht, daraus dünne Drähte zu ziehen. Heute ist das mit moderner Technik kein Problem mehr. Auf dem Markt werden darum fast nur noch Glühbirnen mit Wolfram-Wendel so nennt man den Glühfaden hergestellt. Thomas Edison war einer der berühmtesten Erfinder Amerikas. Er hat in seinem ganzen über 2000 Erfindungen patentieren lassen. Ursprünglich stammte er aus einer einfachen Familie und war in seinen Jugendjahren Zeitungsjunge. Auftrag 1: Was bedeutet „patentieren? Schau im Duden nach. Auftrag 2: Wie heiss wird es an a) an einem heissen Sommertag, b) Wie hoch ist deine Körpertemperatur? c) Wie heiss wird es im Backofen? d) Wie heiss wird Wasser, wenn es kocht? M&U: Strom 2016/AA Posten 7: Die Parallelschaltung Lisa und Peter 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. 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. 1. Zeichne ein Schema für die Schaltung 2. Baue die Schaltung auf und teste sie. Schema: M&U: Strom 2016/AA Posten 8: Der elektrische Strom Elektrischer Strom entsteht dann, wenn sich die Elektronen in eine bestimmt Richtung bewegen. Damit der Strom fliessen kann, benötigt er einen „Leiter. Du kannst dir das vorstellen, wie Wasser, das durch einen Schlauch von einem Ort zum anderen fliesst. So ähnlich ist es mit dem elektrischen Strom. Er fliesst natürlich nicht im Schlauch, sondern zum Beispiel in Metalldrähten. Du kannst testen, welches Material den Strom leitet und welches nicht. Du brauchst: Eine Flachbatterie, ein Glühbirnchen, drei Leitungsdrähte mit Krokodilklemmen; verschiedene Gegenstände An zwei Drähten befestigst du an einem Ende je eine Krokodilklemme. Dazwischen klemmst du deine Gegenstände. In der Skizze hast du einen Eisennagel in den Stromkreis eingebaut. Ist der Eisennagel ein Leiter, dann geht der Strom durch ihn hindurch und das Lämpchen brennt. Leitet er nicht, dann brennt auch das Lämpchen nicht. Probiere alles Mögliche in deiner Umgebung aus. Einige Beispiele sind in der Tabelle aufgeschrieben. Material Leiter Nichtleit er Eisennagel Radiergummi Erde (nass) Holzlineal Glas Wasser Kupferstück Leitungswasser Bleistiftspitze Schere M&U: Strom 2016/AA Posten 9: Schaltungen betrachten 1. Male die Lämpchen gelb aus, die leuchten können. 2. Welche Lämpchen kann man aus der Fassung ausdrehen, dass L8 noch leuchtet? Zähle auf! Posten 10: Löten M&U: Strom 2016/AA 1. Versuche ein Stück Draht und ein Stück Litze zu verzinnen. Achte dich darauf, dass der Isolationsmantel beim Löten nicht schmilzt oder gar verkohlt. Versuche die Dämpfe beim Löten nicht einzuatmen, denn sie sind nicht gesund. Klebe beides auf das Blatt und beschrifte! Draht Litze 2. Versuche nun zwei verzinkte Drahtstücke zusammenzulöten. Mein Ergebnis: Posten 11: Achtung, Lebensgefahr! M&U: Strom 2016/AA Vielleicht hast du schon beobachtet, wie Vögel auf Starkstromleitungen landeten. Trotzdem werden die Tiere nicht verletzt. Es heisst doch immer solche Drähte seien lebensgefährlich! Auftrag1 Finde eine Begründung für diese Beobachtung! Betrachte das Bild genau. Die Hochspannungsleitungen sind nicht direkt am Mast befestigt, sondern sie hängen an Isolatoren. Warum sind diese „Isolatoren nötig? Aus welchen Materialien könnten diese Isolatoren hergestellt sein? Auftrag 2: Gehe zur Lehrperson und berichte ihr von deinen Überlegungen. Posten 12: Strom Sparen M&U: Strom 2016/AA Die elektrischen Apparate benötigen je nach ihrer Leistung unterschiedlich viel Strom. In der untenstehenden Liste findest du einen ungefähren Vergleich zwischen verschiedenen elektrischen Apparaten. In der rechten Kolonne siehst du, wie viele Glühlampen ungefähr die gleiche Strommenge verbrauchen würden wie das Gerät links daneben. Die Bezugsbasis der untenstehenden Liste beruht auf dem Energieverbrauch einer 60-WattGlühlampe. Verbraucher Anzahl Glühlampen Kochherd Kühlschrank Geschirrspüler Waschmaschine Luftbefeuchter Bügeleisen Fön Elektrischer Ofen Radio Fernseher SBB-Lokomotive 60 2 67 125 8 17 9 20 1 4 133800 Stelle Vergleiche auf: Beispiel: Eine Waschmaschine braucht gleich viel Strom wie 15 Luftbefeuchter. Mache dir Überlegungen wie du ganz persönlich Strom sparen könntest. Beispiel: Licht löschen, wenn ich ein Zimmer verlasse. Posten 13: Elektromagnet selbst gebaut Befestige den Draht an einer Metallzunge der Batterie. Umwickle mit dem Draht den Nagel ungefähr zwanzig Mal. Schliesse das andere Ende des M&U: Strom 2016/AA Drahtes am anderen Pol der Batterie an. Halte nun den eingewickelten Nagel an die Büroklammern. ACHTUNG: Max. 2 Minuten! Was geschieht? Was könnte hier passiert sein? Wickle nun den Draht nur noch zehn Mal um den Nagel und halte ihn wiederum an die Büroklammern. Was stellst du fest? Mach auch einen Versuch mit 40 Umwindungen. Wie verändert sich das Resultat? Material: eine flache 4,5-Volt-Taschenlampenbatterie Klingeldraht mit blanken Enden (ca. 40cm) ein Nagel Büroklammern Posten 14: Elektromagnet (zuerst Posten 12 lösen!) Bei Posten 12 hast du eine einfache Form eines Elektromagneten selbst gebaut. Elektromagnete werden im Alltag an vielen Orten eingesetzt. Sie können sehr stark sein. Elektromagnete können ein- und ausgeschaltet werden. Das ist für viele Anwendungen und Geräte sehr nützlich. M&U: Strom 2016/AA Auftrag: Versuche zu einem der folgenden Geräte im Internet Informationen zu finden. Schreibe einen kurzen Text zu dem, was du herausgefunden hast. Versuche das Gerät zu zeichnen. Schrottkran Magnetschwebebahn – Elektrische Klingel Zeichnung: Posten 15: Der Weg des Stroms in unser Haus Auftrag: Lies den Infotext über den Weg des Stroms zum Haus. Schaue dir das dazu passende Bild auf der nächsten Seite an und trage die Begriffe ein. M&U: Strom 2016/AA Der Strom, den wir täglich benötigen, wird direkt von Kraftwerken über Leitungen im ganzen Land verteilt. Dazu werden unterschiedliche Leitungen genutzt, durch die der Strom vom Kraftwerk bis zu unserem Haus mit immer weniger Druck, dass heisst Spannung, geschickt wird. Der Strom kommt also mit weniger Spannung bei uns am Haus an, als er von Kraftwerk losgeschickt wird. Wäre das nicht so, würde der Strom für unsere Haushalte viel zu stark und damit zu gefährlich sein. Die Spannung wird aber nicht von alleine bis zu unserem Haus immer weniger, sondern sie muss verringert werden. Das geschieht in Transformatoren. sogenannten Umspannanlagen, Transformatorenstationen den befinden sich immer zwischen den einzelnen Leitungsarten. Von Höchst- zu Hoch- zu Mittel- und zu Niederspannungsleitungen wird die Spannung also jedes Mal niedriger. Weite Strecken seines Weges legt der elektrische Strom durch Überlandleitungen zurück. Dabei sind die Stromleitungen von einem grossen Hochspannungsmast zum nächsten in grosser Höhe gezogen. Damit der Strom durch die Drähte fliesst und nicht durch die Masten, sind Isolatoren nötig. Sie können aus Porzellan, Kunststoff oder Glas sein. Zu unseren Häusern führen allerdings fast immer Erdkabel, die, wie der Name schon sagt, unter der Erde verlaufen. Nur in kleinen Dörfern sind manchmal noch Kabel frei von Dach zu Dach gezogen. M&U: Strom 2016/AA M&U: Strom 2016/AA M&U: Strom 2016/AA M&U: Strom 2016/AA