Arbeitsblatt: Elektrizität Werkstatt 5. Klasse

von Elektrizität Nr. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Posten mit Lämpchen und Batterie experimentieren ein Lämpchen zum Leuchten bringen eine Fassung benutzen zwei Lämpchen brennen Lichterkette zwei Lämpchen brennen Lichterkette Kurzschluss glühende Lämpchen Strom im Bleistift Was leitet Strom? Licht ein- und ausschalten Wann brennts? eine Klingel ausprobieren Klingel und Lämpchen anschliessen kribbeln auf der Zunge zwickender Finger Vorsicht Hochspannung! der Vogel auf dem Draht anziehender Nagel die Glühbirne wird erfunden Strom sparen Wörtersuchspiel Bemerkungen Arbeitsprotokoll einführen gemeinsam freiwillig freiwillig Posten Nr. 1 Auftrag: a. mit Lämpchen und Batterie experimentieren Setze den Fuss des Lämpchens zuerst auf die kurze, dann auf die lange Metallzunge. 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 3,5-Volt-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. 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. a. Was geschieht? b. Warum ist das so? Material: eine flache 4,5-Volt-Taschenlampenbatterie ein 3,5-Volt-Lämpchen 25 cm Klingeldraht Schneidunterlage ein Japanmesser Posten Nr. 3 eine Fassung benutzen 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. a. 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 3,5-Volt-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. a. 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. Material: eine flache 4,5-Volt-Taschenlampenbatterie zwei 1,5-Volt-Lämpchen zwei Fassungen zwei 25 cm lange Klingeldrähte mit blanken Enden ein 15 cm langes Stück Klingeldraht mit blanken Enden Posten Nr. 5 Lichterkette Auftrag: Probier es nun mit drei Lämpchen aus. Verbinde zuerst die drei Lampenfassungen durch die zwei kurzen Drähte. Führe von der kurzen Metallzunge der Batterie ein Kabel zur ersten Fassung. Das noch übrige Kabel machst du an der langen Metallzunge der Batterie und an der dritten Fassung fest. Jetzt dreh das erste Lämpchen locker. a. Was ist geschehen? b. Warum ist das so? Dreh das erste Lämpchen wieder fest und probier aus, was passiert, wenn du das zweite oder das dritte Lämpchen lockerst. c. Was geschieht? d. Warum ist das so? Material: eine flache 4,5-Volt-Taschenlampenbatterie drei 1,2-Volt-Lämpchen drei Fassungen zwei 25 cm lange und zwei kurze Klingeldrähte mit blanken Enden Posten Nr. 6 zwei Lämpchen brennen Auftrag: Befestige ein Ende eines Klingeldrahtes an einer Metallzunge der Batterie. Das andere Ende verbindest du mit der ersten Fassung. Auf der gleichen Seite der Fassung machst du einen weiteren Draht fest. Dieser Draht führt zur zweiten Fassung. Von dieser aus geht der zweite Draht zurück an die andere Seite der ersten Fassung. Von dort geht der Draht nun zurück an die andere Metallzunge der Batterie. Jetzt ist deine kleine Lämpchenreihe fertig. Man sagt dazu auch „Parallelschaltung. a. Was ist geschehen? b. Warum ist das so? c. Probiere aus, ob ein Lämpchen heller leuchtet, wenn du das zweite Lämpchen mit der zweiten Fassung aus dem Stromkreis heraus nimmst. Material: eine flache 4,5-Volt-Taschenlampenbatterie zwei 1,5-Volt-Lämpchen zwei Fassungen vier Klingeldrähte mit blanken Enden Posten Nr. 7 Lichterkette Auftrag: Probier es nun mit drei Lämpchen aus. Befestige zuerst die drei Lampenfassungen durch die vier kurzen Drähte (Drähte liegen parallel zueinander). Mit den zwei übrigen Kabeln befestigst du die erste Fassung an den Metallzungen der Batterie. Jetzt dreh das erste Lämpchen locker. a. Was ist geschehen? b. Warum ist das so? Dreh das erste Lämpchen wieder fest und probier aus, was passiert, wenn du das zweite oder das dritte Lämpchen lockerst. c. Was geschieht? Warum ist das so? Material: eine flache 4,5-Volt-Taschenlampenbatterie drei 1,2-Volt-Lämpchen drei Fassungen sechs Klingeldrähte mit blanken Enden Posten Nr. 8 Kurzschluss (mit allen gemeinsam!!) Auftrag: Löse mit dem Messer bei beiden Drähten ungefähr in der Mitte ein Stück Plastik ab. Die Drähte sind jetzt an dieser Stelle so blank wie an den Enden. Schliesse nun das Lämpchen mit der Fassung an die Batterie an. Lege jetzt die beiden Mittelstücke der Drähte übereinander. a. Was ist geschehen? b. Warum ist das so? Material: eine flache 4,5-Volt-Taschenlampenbatterie ein 3,5-Volt-Lämpchen eine Fassung zwei 25 cm lange Klingeldrähte mit blanken Enden Posten Nr. 9 glühende Lämpchen Auftrag: Betrachte das Bild auf dieser Seite. a. Welche Lämpchen brennen? b. Wenn du die Buchstaben der glühenden Lämpchen in die richtige Reihenfolge bringst, entsteht ein Wort. Welches? Evt. Material: eine flache 4,5-Volt-Taschenlampenbatterie ein 3,5-Volt-Lämpchen Klingeldrähte mit blanken Enden Posten Nr. 10 Strom im Bleistift Auftrag: Halte die Bleistiftspitze gegen die lange Metallzunge der Batterie. Das Lämpchen hältst du so an das hintere Bleistiftende, dass der Sockel mit der Mine Kontakt hat. Deine Freundin dein Freund klappt die Schere auf und hält einen Schenkel an die kurze Metallzunge der Batterie, den anderen an das Gewinde des Lämpchens. a. Was geschieht? b. Warum ist das so? c. Was geschieht, wenn dir das Lämpchen ein bisschen verrutscht, so dass es mit dem Holz des Bleistifts Kontakt hat? d. Warum ist das so? Material: eine flache 4,5-Volt-Taschenlampenbatterie ein 3,5-Volt-Lämpchen eine Schere ein Bleistift, an dessen hinterem Ende man die Mine sehen kann Posten Nr. 11 Was leitet Strom Auftrag: Leite einen Draht von einer Metallzunge der Batterie zur Fassung und befestige ihn dort. Als Überbrückung hältst du nun verschiedene Gegenstände zwischen die Fassung und die Metallzunge. a. Bei welchen Dingen leuchtet das Lämpchen? Plastik Lineal: Geldstück: Büroklammer: Radiergummi: Glas: Wollfaden: Kreide: Papier: Gabel: Lämpchen Lämpchen Lämpchen Lämpchen Lämpchen Lämpchen Lämpchen Lämpchen Lämpchen brennt brennt brennt brennt brennt brennt brennt brennt brennt brennt nicht brennt nicht brennt nicht brennt nicht brennt nicht brennt nicht brennt nicht brennt nicht brennt nicht b. Warum ist das so? Material: eine flache 4,5-Volt-Taschenlampenbatterie ein 3,5-Volt-Lämpchen mit Fassung zwei Klingeldrähte mit blanken Enden div. Gegenstände: Gabel, Gadiergummi, Lineal, Büroklammer, Kreide, Wollfaden, Papier, Geldstück. Posten Nr. 12 Licht ein- und ausschalten Auftrag: Du schlägst einen Nagel in das Brettchen. Den zweiten Nagel schlägst du ungefähr 2 cm vom ersten Nagel entfernt hinein. Auf einem Nagel befestigst du die Büroklammer jetzt so, wie es auf der Zeichnung zu sehen ist. Wenn du die Klammer drehst, berührt sie den zweiten Nagel. Fertig ist der Schalter. Jetzt baust du den Schalter so in einen Stromkreis ein, wie es dir das Bild zeigt. a. Leuchtet das Lämpchen? b. Was musst du tun, damit das Lämpchen leuchtet? c. Warum ist das so? Material: eine flache 4,5-Volt-Taschenlampenbatterie ein 3,5-Volt-Lämpchen mit Fassung ein kleines Brettchen (ca. 2 cm 10 cm 3 cm) drei Klingeldrähte mit blanken Enden zwei Nägel eine grosse Büroklammer einen Hammer Posten Nr. 13 Wann brennts? Auftrag: Betrachte das Bild auf dieser Seite. Welche Schalter musst du schliessen, damit das Lämpchen brennt? Kreuze unten die richtigen Lösungen an, wenn du nicht weiter weißt, probiere es einfach aus! S1 und S2 S1 und S3 S1 und S4 S2 und S3 S2 und S4 S3 und S4 geschlossen: geschlossen: geschlossen: geschlossen: geschlossen: geschlossen: Lampe Lampe Lampe Lampe Lampe Lampe brennt brennt brennt brennt brennt brennt Material: eine flache 4,5-Volt-Taschenlampenbatterie ein 3,5-Volt-Lämpchen mit Fassung acht Klingeldrähte mit blanken Enden vier Schalter brennt nicht brennt nicht brennt nicht brennt nicht brennt nicht brennt nicht Posten Nr. 14 eine Klingel ausprobieren Auftrag: Nimm eine gewöhnliche Klingel und betrachte dir einmal deren Innenleben. Verbinde die Batterie und die Klingel so mit den Drähten, wie es auf diesem Bild zu sehen ist. a. Was geschieht? b. Warum ist das so? c. Was musst du tun, damit die Klingel aufhört zu läuten? Material: eine flache 4,5-Volt-Taschenlampenbatterie eine 4,5-Volt Türglocke zwei Klingeldrähte mit blanken Enden evtl. Schalter Posten Nr. 15 Klingel und Lämpchen anschliessen Auftrag: Verbinde die Batterien, die Fassung des Lämpchens, die Klingel und den Schalter so miteinander, wie es auf der Zeichnung zu sehen ist. Schliesse nun den Schalter. a. Was geschieht? b. Warum ist das so? Wenn du erreichen willst, dass nur das Lämpchen leuchtet oder nur die Klingel rasselt, wenn du den Schalter schliesst, dann baue den Schalter an einer anderen Stelle ein. c. Was stellst du fest? Warum ist das so? Material: zwei flache 4,5-Volt-Taschenlampenbatterien eine 4,5-Volt Türglocke ein 1-Volt-Lämpchen mit Fassung fünf Klingeldrähte mit blanken Enden einen Schalter Posten Nr. 16 kribbeln auf der Zunge (freiwillig!!) Auftrag: Nimm eine Batterie einer Fernsehfernbedienung. Halte die Zunge an einen Pol der Batterie. Jetzt versuche das gleiche auf der anderen Seite beim anderen Pol. a. Hast du irgend etwas gefühlt? Halte die Zunge jetzt gleichzeitig an beide Pole. b. Wie fühlt sich das an? c. Wie wäre es, wenn die Batterie leer wäre? Material: Batterie der Fernsehfernbedienung Posten Nr. 17 zwickender Finger (freiwillig!!) Auftrag: Nimm einen kurzen, dünnen, nicht isolierten Draht und verbinde damit die Pole der Batterie. Nimm diesen Draht jetzt in die Finger und halte ihn eine Weile fest. a. Was fühlst du? b. Beschreibe deine Entdeckung. Material: eine flache 4,5-Volt-Taschenlampenbatterie Klingeldraht, 4-5 cm lang, nicht isoliert Posten Nr. 18 Vorsicht Hochspannung! Auftrag: Betrachte das Bild auf dieser Seite genau. Die Hochspannungsleitungen sind nicht direkt am Mast befestigt, sondern sie hängen an Isolatoren. a. Warum sind diese „Isolatoren nötig? b. Aus welchen Materialien könnten diese Isolatoren hergestellt sein? Posten Nr. 19 der Vogel auf dem Draht Auftrag: Vielleicht habt ihr auch schon beobachtet, wie Vögel auf Starkstromleitungen landeten. Trotzdem werden die Tiere nicht verletzt. Es heisst doch immer solche Drähte seien lebensgefährlich! a. Finde eine Begründung für diese Beobachtung. 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. 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? Material: eine flache 4,5-Volt-Taschenlampenbatterie Klingeldraht mit blanken Enden ein Nagel Büroklammern Posten Nr. 21 die Glühbirne wird erfunden Auftrag: Lies den folgenden Text „Thomas Edison durch und beantworte folgende Fragen. Suche in einem Weltatlas New Jersey in Nordamerika. 1. Wie hiess Thomas Edison mit ganzem Namen? 2. Was nahm Edison aus der Glühbirne heraus, damit sie eine längere Lebensdauer bekam? (Kreuze die richtige Antwort an.) a) Kohlefaden b) Sauerstoff 3. c) Luft d) Glühdraht e) Wolfram Zähle je einen Vor- und einen Nachteil des Kohlefadens auf. Vorteil: Nachteil: 4. Beschreibe das Metall Wolfram. Im Text findest du dazu einige Angaben. Schau evtl. auch im Lexikon nach. 5. Eine Kohlefaden-Birne gibt nur düsteres Licht. Wie stellten es die Wissenschaftler an, dass sie helleres Licht bekamen? 6. 7. 8. Zeichne eine Wolfram-Wendel. Das Metall Wolfram schmilzt erst bei 3370 Grad Celsius. Suche zum Vergleich mit dieser hohen Temperatur ein paar Temperaturen heraus, die du aus dem täglichen Leben kennst. Körpertemperatur des Menschen C heisser Sommertag C Backofenhitze C kochendes Wasser C Was bedeutet „patentieren? Schau im Duden nach. 9. Edison erfindet die Glühlampe: Eine Sensation! Schreibe dazu eine kurze Zeitungs- Sensations- Geschichte, wie sie heute etwa im „Blick stehen könnte. Posten Nr. 21 Text: Die Glühbirne wird erfunden Thomas Edison Der Amerikaner Thomas Alva 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 zugegen war. So montierte Edison den Kohlefaden in eine Glasbirne, aus der er die Luft herauspumpte. Nun konnte der Faden nicht mehr verbrennen, weil kein 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 war gegen Erschütterung sehr widerstandsfähig. Aus diesem Grund werden Glühbirnen mit Kohlefäden für bestimmte Zwecke auch heute noch gebraucht. 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 über 2000 Erfindungen patentieren lassen. Ursprünglich stammte er aus einer einfachen Familie und war in seinen Jugendjahren Zeitungsjunge. Posten Nr. 22 Strom sparen Auftrag: 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-Watt-Glühlampe. Verbraucher Anzahl Glühlampen Kochherd Kühlschrank Geschirrspüler Waschmaschine Luftbefeuchter Bügeleisen Fön Elektrischer Ofen Radio Fernseher SBB-Lokomotive a. 60 2 67 125 8 17 9 20 1 4 133800 Stelle dir 3 Vergleichsaufgaben zu der obigen Liste zusammen. Beispiel: Eine Waschmaschine braucht gleich viel Strom wie 15 Luftbefeuchter. b. Mache dir Überlegungen, wie du ganz persönlich Strom sparen könntest. Beispiel: Licht löschen, wenn ich ein Zimmer verlasse. Posten Nr. 23 Wörtersuchspiel Auftrag: Im täglichen Gebrauch gibt es elektrische Apparate, die mit Schwachstrom (Batterie) betrieben werden und solche, die man in der Steckdose einstecken muss. Batteriegeräte sind ungefährlich. Bei Geräten, welche man einstecken muss, ist aber Vorsicht geboten. Im beiliegenden Suchrätsel findest du die Namen solcher Geräte in den senkrechten und waagrechten Buchstabenreihen versteckt. a. Suche die Namen heraus. waagrecht: senkrecht: b. Vergleiche die beiden Kolonnen miteinander. Was fällt dir auf? Schreibe eine Erklärung zu jeder Kolonne. Waagrecht: Senkrecht: S F T A P R T T E O N I E U A K A I K X L U N S M E A T B A C E L M E S S R A E I L A O T L T X E U K E Ä F E F Ö S E N O F R E I L A N U N R A A U K R U O M U S N Ü N G I K C E D E W C E H I I N I H N F W O D Lösungen Posten Nr. 1 Auftrag: a. mit Lämpchen und Batterie experimentieren Setze den Fuss des Lämpchens zuerst auf die kurze, dann auf die lange Metallzunge. Was geschieht? Es passiert nichts. Jetzt stellst du das Lämpchen auf die lange Metallzunge und bringst die kurze mit dem Gewinde in Berührung. b. Was geschieht? Das Lämpchen brennt. c. Warum ist das so? Der Strom fliesst von der Batterie über die lange Metallzunge in das Lämpchen und über die kurze Metallzunge wieder zurück in die Batterie. So einen Kreislauf nennt man Stromkreis. 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? Das Lämpchen brennt ebenfalls. Lass das Lämpchen eine Weile leuchten und berühre es dann. e. Was fühlst du? Das Lämpchen erwärmt sich. Material: eine flache 4,5-Volt-Taschenlampenbatterie ein 3,5-Volt-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. 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. a. Was geschieht? Das Lämpchen beginnt zu brennen. b. Warum ist das so? Der Strom fliesst von der einen Metallzunge durch den Draht zum Lämpchen und vom Lämpchen über die andere Metallzunge zurück zur Batterie. Weil der Stromkreis geschlossen ist, leuchtet das Lämpchen. Material: eine flache 4,5-Volt-Taschenlampenbatterie ein 3,5-Volt-Lämpchen 25 cm Klingeldraht Schneidunterlage ein Japanmesser Posten Nr. 3 eine Fassung benutzen 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. a. Was ist geschehen? Das Lämpchen beginnt zu brennen. b. Warum ist das so? Die Fassung leitet den Strom vom einen Drahtende über das Lämpchen zum andern Drahtende, so dass der Stromkreis geschlossen ist. c. Löse jetzt wieder einen Draht von der Fassung. Was passiert? Das Lämpchen geht aus. Material: eine flache 4,5-Volt-Taschenlampenbatterie ein 3,5-Volt-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. a. Was ist geschehen? Die beiden Lämpchen brennen. b. Warum ist das so? Der Strom fliesst von der Batterie durch den Draht zur ersten Fassung und dann durch den zweiten Draht zur zweiten Fassung. Von dort fliesst der Strom über den langen Draht zurück zur Batterie. 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. Das Lämpchen leuchtet jetzt heller als vorher. Je mehr Lämpchen an der Batterie angeschlossen werden, desto schwächer leuchten sie. Material: eine flache 4,5-Volt-Taschenlampenbatterie zwei 1,5-Volt-Lämpchen zwei Fassungen zwei 25 cm lange Klingeldrähte mit blanken Enden ein 15 cm langes Stück Klingeldraht mit blanken Enden Posten Nr. 5 Lichterkette Auftrag: Probier es nun mit drei Lämpchen aus. Verbinde zuerst die drei Lampenfassungen durch die zwei kurzen Drähte. Führe von der kurzen Metallzunge der Batterie ein Kabel zur ersten Fassung. Das noch übrige Kabel machst du an der langen Metallzunge der Batterie und an der dritten Fassung fest. Jetzt dreh das erste Lämpchen locker. a. Was ist geschehen? Alle Lämpchen gehen aus. b. Warum ist das so? Bevor das Lämpchen herausgedreht wird, fliesst der Strom in einem geschlossenen Stromkreis. Weil der Stromkreis, dort wo das Lämpchen herausgedreht wird, unterbrochen ist, fliesst kein Strom mehr. Es gehen deshalb alle Lämpchen aus. Dreh das erste Lämpchen wieder fest und probier aus, was passiert, wenn du das zweite oder das dritte Lämpchen lockerst. c. Was geschieht? Wenn das zweite oder dritte Lämpchen locker ist, leuchten die anderen auch nicht. d. Warum ist das so? An der Stelle, wo ein Lämpchen herausgedreht wird, wird der Stromkreis unterbrochen. Material: eine flache 4,5-Volt-Taschenlampenbatterie drei 1,2-Volt-Lämpchen drei Fassungen zwei 25 cm lange und zwei kurze Klingeldrähte mit blanken Enden Posten Nr. 6 zwei Lämpchen brennen Auftrag: Befestige ein Ende eines Klingeldrahtes an einer Metallzunge der Batterie. Das andere Ende verbindest du mit der ersten Fassung. Auf der gleichen Seite der Fassung machst du einen weiteren Draht fest. Dieser Draht führt zur zweiten Fassung. Von dieser aus geht der zweite Draht zurück an die andere Seite der ersten Fassung. Von dort geht der Draht nun zurück an die andere Metallzunge der Batterie. Jetzt ist deine kleine Lämpchenreihe fertig. Man sagt dazu auch „Parallelschaltung. a. Was ist geschehen? Beide Lämpchen brennen. b. Warum ist das so? Der Strom fliesst von der Batterie durch die Drähte über beide Fassungen wieder zurück. c. Probiere aus, ob ein Lämpchen heller leuchtet, wenn du das zweite Lämpchen mit der zweiten Fassung aus dem Stromkreis heraus nimmst. Ja, das Lämpchen brennt jetzt heller. Material: eine flache 4,5-Volt-Taschenlampenbatterie zwei 1,5-Volt-Lämpchen zwei Fassungen vier Klingeldrähte mit blanken Enden Posten Nr. 7 Lichterkette Auftrag: Probier es nun mit drei Lämpchen aus. Befestige zuerst die drei Lampenfassungen durch die vier kurzen Drähte (Drähte liegen parallel zueinander). Mit den zwei übrigen Kabeln befestigst du die erste Fassung an den Metallzungen der Batterie. Jetzt dreh das erste Lämpchen locker. a. Was ist geschehen? Die anderen beiden Lämpchen brennen trotzdem weiter. b. Warum ist das so? Da es ja eine Parallelschaltung ist, bleibt der Stromkreis geschlossen. Dreh das erste Lämpchen wieder fest und probier aus, was passiert, wenn du das zweite oder das dritte Lämpchen lockerst. c. Was geschieht? Warum ist das so? Egal welches Lämpchen ich in einer Parallelschaltung herausdrehe, bleiben die anderen am Brennen, da der Stromkreis nicht unterbrochen ist. Material: eine flache 4,5-Volt-Taschenlampenbatterie drei 1,2-Volt-Lämpchen drei Fassungen sechs Klingeldrähte mit blanken Enden Posten Nr. 8 Kurzschluss (mit allen gemeinsam!!) Auftrag: Löse mit dem Messer bei beiden Drähten ungefähr in der Mitte ein Stück Plastik ab. Die Drähte sind jetzt an dieser Stelle so blank wie an den Enden. Schliesse nun das Lämpchen mit der Fassung an die Batterie an. Lege jetzt die beiden Mittelstücke der Drähte übereinander. a. Was ist geschehen? b. Warum ist das so? Material: eine flache 4,5-Volt-Taschenlampenbatterie ein 3,5-Volt-Lämpchen eine Fassung zwei 25 cm lange Klingeldrähte mit blanken Enden Posten Nr. 9 glühende Lämpchen Auftrag: Betrachte das Bild auf dieser Seite. a. Welche Lämpchen brennen? I, S, R, E, T, M, S, R, O, K, b. Wenn du die Buchstaben der glühenden Lämpchen in die richtige Reihenfolge bringst, entsteht ein Wort. Welches? Stromkreis Evt. Material: eine flache 4,5-Volt-Taschenlampenbatterie ein 3,5-Volt-Lämpchen Klingeldrähte mit blanken Enden Posten Nr. 10 Strom im Bleistift Auftrag: Halte die Bleistiftspitze gegen die lange Metallzunge der Batterie. Das Lämpchen hältst du so an das hintere Bleistiftende, dass der Sockel mit der Mine Kontakt hat. Deine Freundin dein Freund klappt die Schere auf und hält einen Schenkel an die kurze Metallzunge der Batterie, den anderen an das Gewinde des Lämpchens. a. Was geschieht? Das Lämpchen leuchtet. b. Warum ist das so? Der Strom fliesst von der langen Metallzunge durch die Grafitmine zum Lämpchen und dann durch das Metall der Schere zur Batterie zurück. (Diese Materialien müssen also gute Stromleiter sein.) Die Bleistiftmine ist aus Grafit und die Schere aus Metall. Grafit und Metall sind gute elektrische Leiter. c. Was geschieht, wenn dir das Lämpchen ein bisschen verrutscht, so dass es mit dem Holz des Bleistifts Kontakt hat? Das Lämpchen geht aus. d. Warum ist das so? Das trockene Holz des Bleistifts leitet den Batteriestrom nicht weiter. Deshalb ist der Stromkreis nicht geschlossen und das Lämpchen leuchtet nicht. Material: eine flache 4,5-Volt-Taschenlampenbatterie ein 3,5-Volt-Lämpchen eine Schere ein Bleistift, an dessen hinterem Ende man die Mine sehen kann Posten Nr. 11 Was leitet Strom Auftrag: Leite einen Draht von einer Metallzunge der Batterie zur Fassung und befestige ihn dort. Als Überbrückung hältst du nun verschiedene Gegenstände zwischen die Fassung und die Metallzunge. a. Bei welchen Dingen leuchtet das Lämpchen? Plastik Lineal: Geldstück: Büroklammer: Radiergummi: Glas: Wollfaden: Kreide: Papier: Gabel: Lämpchen Lämpchen Lämpchen Lämpchen Lämpchen Lämpchen Lämpchen Lämpchen Lämpchen brennt brennt brennt brennt brennt brennt brennt brennt brennt brennt nicht brennt nicht brennt nicht brennt nicht brennt nicht brennt nicht brennt nicht brennt nicht brennt nicht b. Warum ist das so? Die Büroklammer, das Geldstück und die Gabel sind aus Metall. Metalle sind gute elektrische Leiter. Der Strom kann durch das Metall fliessen der Stromkreis ist geschlossen. Die Wolle, der Radiergummi, die Kreide, das Glas, das Papier und das Lineal leiten den Batteriestrom nicht weiter. Der Stromkreis ist unterbrochen und das Lämpchen kann nicht leuchten, da kein Strom fliesst. Material: eine flache 4,5-Volt-Taschenlampenbatterie ein 3,5-Volt-Lämpchen mit Fassung zwei Klingeldrähte mit blanken Enden div. Gegenstände: Gabel, Gadiergummi, Lineal, Büroklammer, Kreide, Wollfaden, Papier, Geldstück. Posten Nr. 12 Licht ein- und ausschalten Auftrag: Du schlägst einen Nagel in das Brettchen. Den zweiten Nagel schlägst du ungefähr 2 cm vom ersten Nagel entfernt hinein. Auf einem Nagel befestigst du die Büroklammer jetzt so, wie es auf der Zeichnung zu sehen ist. Wenn du die Klammer drehst, berührt sie den zweiten Nagel. Fertig ist der Schalter. Jetzt baust du den Schalter so in einen Stromkreis ein, wie es dir das Bild zeigt. a. Leuchtet das Lämpchen? Nein. b. Was musst du tun, damit das Lämpchen leuchtet? Ich muss die Büroklammer so drehen, dass sie den zweiten Nagel berührt. c. Warum ist das so? Wenn die Büroklammer den zweiten Nagel berührt, ist der Stromkreis geschlossen. Der Strom fliesst und bringt das Lämpchen zun leuchten. Material: eine flache 4,5-Volt-Taschenlampenbatterie ein 3,5-Volt-Lämpchen mit Fassung ein kleines Brettchen (ca. 2 cm 10 cm 3 cm) drei Klingeldrähte mit blanken Enden zwei Nägel eine grosse Büroklammer einen Hammer Posten Nr. 13 Wann brennts? Auftrag: Betrachte das Bild auf dieser Seite. Welche Schalter musst du schliessen, damit das Lämpchen brennt? Kreuze unten die richtigen Lösungen an, wenn du nicht weiter weißt, probiere es einfach aus! S1 und S2 S1 und S3 S1 und S4 S2 und S3 S2 und S4 S3 und S4 geschlossen: geschlossen: geschlossen: geschlossen: geschlossen: geschlossen: Lampe Lampe Lampe Lampe Lampe Lampe brennt brennt brennt brennt brennt brennt Material: eine flache 4,5-Volt-Taschenlampenbatterie ein 3,5-Volt-Lämpchen mit Fassung acht Klingeldrähte mit blanken Enden vier Schalter brennt nicht brennt nicht brennt nicht brennt nicht brennt nicht brennt nicht Posten Nr. 14 eine Klingel ausprobieren Auftrag: Nimm eine gewöhnliche Klingel und betrachte dir einmal deren Innenleben. Verbinde die Batterie und die Klingel so mit den Drähten wie es auf diesem Bild zu sehen ist. a. Was geschieht? Die Klingel läutet. b. Warum ist das so? Der Stromkreis ist geschlossen. Der Strom fliesst und bringt die Klingel zum Läuten. c. Was musst du tun, damit die Klingel aufhört zu rasseln? Ich muss den Stromkreis unterbrechen, z.B. ein Drahtende von der Metallzunge lösen. Material: eine flache 4,5-Volt-Taschenlampenbatterie eine 4,5-Volt Türglocke zwei Klingeldrähte mit blanken Enden evtl. Schalter Posten Nr. 15 Klingel und Lämpchen anschliessen Auftrag: Verbinde die Batterien, die Fassung des Lämpchens, die Klingel und den Schalter so miteinander, wie es auf der Zeichnung zu sehen ist. Schliesse nun den Schalter. a. Was geschieht? Die Klingel läutet und das Lämpchen leuchtet. b. Warum ist das so? Der Stromkreis ist geschlossen. Der Strom fliesst und bringt das Lämpchen zum Leuchten und die Klingel zum Läuten. Wenn du erreichen willst, dass nur das Lämpchen leuchtet oder nur die Klingel läutet, wenn du den Schalter schliesst, dann baue den Schalter an einer anderen Stelle ein. c. Was stellst du fest? Warum ist das so? Klingel und Lämpchen lassen sich nur zusammen ein- und ausschalten, ganz gleich an welchem Platz der Schalter ist. Material: zwei flache 4,5-Volt-Taschenlampenbatterien eine 4,5-Volt Türglocke ein 1-Volt-Lämpchen mit Fassung fünf Klingeldrähte mit blanken Enden einen Schalter Posten Nr. 16 kribbeln auf der Zunge (freiwillig!!) Auftrag: Nimm eine Batterie einer Fernsehfernbedienung. Halte die Zunge an einen Pol der Batterie. Jetzt versuche das gleiche auf der anderen Seite beim anderen Pol. a. Hast du irgend etwas gefühlt? Nein. Halte die Zunge jetzt gleichzeitig an beide Pole. b. Wie fühlt sich das an? Es kribbelt. c. Wie wäre es, wenn die Batterie leer wäre? Es würde nicht kribbeln. Material: Batterie der Fernsehfernbedienung Posten Nr. 17 zwickender Finger (freiwillig!!) Auftrag: Nimm einen kurzen, dünnen, nicht isolierten Draht und verbinde damit die Pole der Batterie. Nimm diesen Draht jetzt in die Finger und halte ihn eine Weile fest. a. Was fühlst du? Der Draht . b. Beschreibe deine Entdeckung. Material: eine flache 4,5-Volt-Taschenlampenbatterie Klingeldraht, 4-5 cm lang, nicht isoliert Posten Nr. 18 Vorsicht Hochspannung! Auftrag: Betrachte das Bild auf dieser Seite genau. Die Hochspannungsleitungen sind nicht direkt am Mast befestigt, sondern sie hängen an Isolatoren. a. Warum sind diese „Isolatoren nötig? Damit der Strom durch die Drähte fliesst und nicht durch die Masten. b. Aus welchen Materialien könnten diese Isolatoren hergestellt sein? Sie können aus Porzellan, Kunsttsoff oder Glas sein. Posten Nr. 19 der Vogel auf dem Draht Auftrag: Vielleicht habt ihr auch schon beobachtet, wie Vögel auf Starkstromleitungen landeten. Trotzdem werden die Tiere nicht verletzt. Es heisst doch immer solche Drähte seien lebensgefährlich! a. Finde eine Begründung für diese Beobachtung. Da der Vogel den Boden nicht berührt, kann der Strom ungehindert durch ihn hindurch fliessen, ohne dass ihm etwas passiert. 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. a. Was geschieht? Die Büroklammern haften am Kopf des umwickelten Nagels. b. Was könnte hier passiert sein? Durch den aufgewickelten Draht fliesst Strom. Der Strom bewirkt, dass aus dem umwickelten Nagel ein Magnet wird. Wickle nun den Draht nur noch zehn Mal um den Nagel und halte ihn wiederum an die Büroklammern. c. Was stellst du fest? Die Wirkung des Magnetnagels ist weniger stark. Mach auch einen Versuch mit 40 Umwindungen. d. Wie verändert sich das Resultat? Die Wirkung des Magnetnagels ist bei 40 Umwindungen viel stärker. e. Was passiert, wenn du den Stromkreis unterbrichst? Wenn du einen Draht von der Batterie löst, fliesst kein Strom mehr. Die magnetische Wirkung verschwindet und die Büroklammern fallen herunter. Material: eine flache 4,5-Volt-Taschenlampenbatterie Klingeldraht mit blanken Enden ein Nagel Büroklammern Posten Nr. 21 die Glühbirne wird erfunden Auftrag: Lies den folgenden Text „Thomas Edison durch und beantworte folgende Fragen. Suche in einem Weltatlas New Jersey in Nordamerika. 1. Wie hiess Thomas Edison mit ganzem Namen? Thomas Alva Edison 2. Was nahm Edison aus der Glühbirne heraus, damit sie eine längere Lebensdauer bekam? (Kreuze die richtige Antwort an.) a) Kohlefaden b) Sauerstoff 3. c) Luft d) Glühdraht e) Wolfram Zähle je einen Vor- und einen Nachteil des Kohlefadens auf. Vorteil: Der Kohlefaden ist widerstandsfähig gegen Erschütterungen. Nachteil: Er erzeugt nur schwaches Licht. 4. Beschreibe das Metall Wolfram. Im Text findest du dazu einige Angaben. Schau evtl. auch im Lexikon nach. Wolfram ist sehr hart und spröd. Deshalb war es lange Zeit nicht möglich, daraus dünne Drähte zu ziehen. Wolfram schmilzt bei 3370 C. 5. Eine Kohlefaden-Birne gibt nur düsteres Licht. Wie stellten es die Wissenschaftler an, dass sie helleres Licht bekamen? Sie suchten ein Metall, welches höher erhitzt werden konnte. Sie fanden nämlich heraus, dass ein Glühfaden umso mehr Licht abgibt, je höher er erhitzt wird. 6. Zeichne eine Wolfram-Wendel. 7. Das Metall Wolfram schmilzt erst bei 3370 Grad Celsius. Suche zum Vergleich mit dieser hohen Temperatur ein paar Temperaturen heraus, die du aus dem täglichen Leben kennst. 8. Körpertemperatur des Menschen ca. 37 C heisser Sommertag ca. 35 C Backofenhitze ca. 250 C kochendes Wasser ca. 100 C Was bedeutet „patentieren? Schau im Duden nach. Eine Erfindung vor Nachahmung schützen. 9. Edison erfindet die Glühlampe: Eine Sensation! Schreibe dazu eine kurze Zeitungs- Sensations- Geschichte, wie sie heute etwa im „Blick stehen könnte. Zeigt eure Antwort der Lehrperson! Posten Nr. 22 Strom sparen Auftrag: 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-Watt-Glühlampe. Verbraucher Kochherd Kühlschrank Geschirrspüler Waschmaschine Luftbefeuchter Bügeleisen Fön Elektrischer Ofen Radio Fernseher SBB-Lokomotive c. Anzahl Glühlampen 60 2 67 125 8 17 9 20 1 4 133800 Stelle dir 3 Vergleichsaufgaben zu der obigen Liste zusammen. Beispiel: Eine Waschmaschine braucht gleich viel Strom wie 15 Luftbefeuchter. Zeigt eure Antwort der Lehrperson! d. Mache dir Überlegungen, wie du ganz persönlich Strom sparen könntest. Beispiel: Licht löschen, wenn ich ein Zimmer verlasse. Zeigt eure Antwort der Lehrperson! Posten Nr. 23 Wörtersuchspiel Auftrag: Im täglichen Gebrauch gibt es elektrische Apparate, die mit Schwachstrom (Batterie) betrieben werden und solche, die man in der Steckdose einstecken muss. Batteriegeräte sind ungefährlich. Bei Geräten, welche man einstecken muss, ist aber Vorsicht geboten. Im beiliegenden Suchrätsel findest du die Namen solcher Geräte in den senkrechten und waagrechten Buchstabenreihen versteckt. c. Suche die Namen heraus. waagrecht: senkrecht: Fön Staubsauger Plattenspieler Fernseher Backofen Mixer Radio Computer Telefon Fotoapparat Taschenlampe Funkgerät Wecker d. Vergleiche die beiden Kolonnen miteinander. Was fällt dir auf? Schreibe eine Erklärung zu jeder Kolonne. Waagrecht: Alle diese Geräte, brauchen Strom aus der Steckdose. Senkrecht: Diese Geräte werden mit Batterie betrieben. S F T A P R T T E O N I E U A K A I K X L U N S M E A T B A C E L M E S S R A E I L A O T L T X E U K E Ä F E F Ö S E N O F R E I L A N U N R A A U K R U O M U S N Ü N G I K C E D E W C E H I I N I H N F W O D