Arbeitsblatt: Woher kommt der Strom?

Elektrizität Nichts, aber auch gar nichts läuft ohne Strom! Der elektrische Wecker mahnt dich zum Aufstehen, deine Zahnbürste funktioniert vielleicht auch nur mit Strom, sicher aber hat die Mutter die Milch elektrisch aufgewärmt. Dein Vater ist mit seinem Wagen schon unterwegs zur Arbeit, – auch hier gehts nicht ohne Strom Du machst dich auf den Schulweg, die Ohrknöpfe des Mp3-Players eingesteckt. Beim Schulhaus angekommen, ertönt der elektrische Gong und du betrittst euer Schulzimmer, in welchem die elektrisch betriebenen Neonröhren schon leuchten. Dein(e) Lehrer(in) hat bereits die Computer aufgestartet, Französisch ist angesagt. Auch hier läuft ohne Strom gar nichts! Dann steht ein mittels Strom aufgezeichneter Videofilm auf dem Programm. Auch der präsentierte Dokumentarfilm konnte nur dank der Elektrizität produziert, aufgenommen, vervielfältigt und wiedergegeben werden. Das Schulzimmer ist behaglich warm, da ja die Heizung elektrisch gesteuert ist! In der Pause tauschst du per SMS die letzten Neuigkeiten aus So gehts eigentlich den ganzen Tag weiter: In der Schule, draussen, bei dir zuhause! Woher kommt der Strom? Wie wird Strom erzeugt? Was für dich selbstverständlich ist (nämlich einen Schalter andrehen oder einen Stecker in die Dose drücken), sind in Wirklichkeit viel Fachwissen und grosse Arbeit, welche täglich von vielen –zigtausend Menschen auf der Welt erbracht werden. All das, damit du bequem leben kannst! Was ist „Elektrizität? Strom ist eine Form von Energie, von Kraft, von Arbeit. Man stellt sich vor, dass sich in einer Stromleitung unsichtbare, kleine Teilchen, die Elektronen befinden. Sobald ein Strom „eingeschaltet ist, verhalten sich diese kleinen Teilchen so ähnlich wie aneinander gereihte Eisenbahnwagen. An dieser Wagenkette wird vorne gezogen, während am letzten Waggon geschoben wird. Dadurch setzen sich alle Bahnwagen eines Zuges gleichzeitig in Bewegung: Der Strom „fliesst! Woher kommt der Strom? Der Strom kommt nicht einfach so aus der Steckdose. Er wird von einem Kraftwerk mittels verschiedener Leitungen zu dir nach Hause geleitet. Dabei hat der Strom zuerst Höchstspannung von 38000 22000 und muss über verschiedene Transformatoren auf 220 Volt reduziert werden, damit in eurer Familie die Haushaltgeräte angeschlossen werden können. Wie wird Strom erzeugt? Es gibt sehr viele Arten, Strom zu erzeugen. Zum Beispiel mittels Wasser, mittels Wind und Sonne, mittels Atomspaltung, ferner mit chemischen Mitteln oder durch Reibung. Für dich ist es wichtig zu wissen, dass bei uns der Strom mittels Wasserkraft- oder Atomkraftwerken erzeugt wird. Erinnere dich an ein Fahrradlicht: Wenn der Dynamo einschaltet wird, treibt der Velopneu ein Rädchen an. Dieses erzeugt Strom, welcher die Birne zum Leuchten bringt. Ebenso – nur viel grösser – wird dies in den Wasserkraftwerken gemacht: Wasser schiesst aus Stauseen in steilen Röhren zu Tal und dreht eine Turbine (eine Art Wasserrad) an, welche mit einem Generator verbunden ist. Dieser erzeugt den elektrischen Strom, welcher zum Transformator und von da aus über Leitungen zu dir gebracht wird. Der Stromkreis Du kannst selber ganz einfach einen Stromkreislauf herstellen! Zeichne ein, wie du den Leitungsdraht an der Batterie und der Lampenfassung befestigen musst, damit das Lämpchen zu leuchten beginnt: Trage mit einem Rotstift den Weg des Elektronenflusses ein! Die Schaltskizze Im obigen Versuch haben wir eine Zeichnung benutzt, um den Stromkreis darzustellen. Fachleute haben dafür vereinfachte Zeichen entwickelt: Stromleiter Strom kann also transportiert werden. Mittels verschiedene Materialien testen wir, ob diese elektrischen Strom leiten oder nicht. Dazu stellen wir ein „Prüfgerät her. Dieses sieht folgendermassen aus: Trage in die Tabelle ein, in welchen Fällen die Lampe leuchtet: Gegenstand, der untersucht wird Material, aus dem der Gegenstand besteht Stein Mineralien, Kalk Büroklammer Eisen, verchromt Nagel, Schraube Eisen (vernickelt verchromt), Stahl Korken Rinde der Korkeiche, Zellulose Kupferplatte Cu Holzstück Zellulose Kunststofflineal PVC, Acrylglas Schnur Zellulose, Kunststoff Glasscheibe Quarzsand, Soda Papier Zellulose Wasser H2O (Wasser-, Sauerstoff) Bleistreifen Pb (lat. Plumbum) leitet den Strom isoliert oder Stoffe, welche den Strom leiten, nennt man deshalb Leiter. Stoffe, welche den Strom nicht leiten, nennt man Isolatoren. Die Reihen- und Parallelschaltung Hier siehst du zwei Schaltskizzen: Bau dir eine Reihenschaltung und drehe eines der Lämpchen aus! Was beobachtest du? Jetzt machst du dasselbe bei der Parallelschaltung. Beobachtung? Wenn du mit rotem Farbstift die Leitung nachziehst, wirst du bemerken, dass der Strom bei der ausgedrehten Birne unterbrochen wird. Es leuchtet also auch das andere Lämpchen nicht mehr! Die Reihenschaltung ist für unsere Zwecke also nur bedingt brauchbar! Wenn bei der Parallelschaltung ein Lämpchen herausgedreht wird, brennt die andere Birne noch, weil der Stromkreis nicht unterbrochen wird! Der Schalter Stell dir vor, du müsstest bei deiner Nachttischlampe jedes Mal die Birne herausdrehen, wenn du das Licht löschen willst. Eine ziemlich unbequeme und heisse Angelegenheit! Ein einfacher Hebelschalter zeigt am besten, wie man damit Licht ein und ausschalten kann. Bei geöffnetem Hebel entsteht im Stromkreis eine Lücke. Die Elektronen können nicht mehr von einem Pol der Batterie zum anderen wandern (sog. offener Stromkreis). Bei geschlossenem Hebel dagegen hat der Stromkreis keinen Unterbruch, die Elektronen können fliessen. Selbstverständlich gibt es auch für den Schalter ein vereinfachtes Zeichen für die Schaltskizze! Zeichne eine Schaltskizze, bei der der Schalter den Stromkreis schliesst: Zeichne hier eine Schaltskizze, bei der der Stromkreis unterbrochen ist: me_05