Physik – Elektrizität – Parallelschaltung von Lampen

Parallelschaltung von Lampen

Versuchsvideo (mit Ton), Versuchsteil a: Parallelschaltung – Stromstärke

Versuchsvideo (mit Ton), Versuchsteil b: Parallelschaltung – Dynamo

Versuchsvideo (mit Ton), Versuchsteil c: Parallelschaltung – Spannung

Übungen

Für Lehrkräfte

Unterrichtsthema	Parallelschaltung von Glühlampen
Klassenstufen	7 bis 9
Wer experimentiert?	Schülerinnen und Schüler im Unterricht in Partner- oder Gruppenarbeit
Ziele und Kompetenzen	Die Schülerinnen und Schüler können: eine Parallelschaltung von Glühlampen planen und aufbauen Vor- und Nachteile einer Parallelschaltung nennen. die elektrische Spannung an den Bauelementen messen und den Zusammenhang zwischen den gemessenen Werten erkennen. die Stromstärke in der Zuleitung in Abhängigkeit von der Anzahl angeschlossener Glühlampen interpretieren.

Vorausgesetzte Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler:

• können einfache elektrische Stromkreise planen und aufbauen.

• kennen die physikalischen Größen elektrische Spannung (Bedeutung, Formelzeichen, Einheiten, Messgerät) und elektrische Stromstärke (Bedeutung, Formelzeichen, Einheiten, Messgerät).

Materialliste

je Versuchsgruppe

Versuchsteil a: Parallelschaltung von Glühlampen – Stromstärke messen

• Stromversorgungsgerät, 2 bis 12 V/3 A
• 2 Experimentierkabel, blau, 10 cm
• 3 Experimentierkabel, rot, 10 cm
• 3 Experimentierkabel, blau, 25 cm
• Experimentierkabel, rot, 25 cm
• 4 Glühlampen E10 / 4 V / 0,3 A, grün
• Mini-Digital-Multimeter

Versuchsteil b: Parallelschaltung von Glühlampen – Dynamo als Spannungsquelle

• DynaMot, handgetriebener Generator
• 2 Experimentierkabel, blau, 10 cm
• 3 Experimentierkabel, rot, 10 cm
• 3 Experimentierkabel, blau, 25 cm
• Experimentierkabel, rot, 25 cm
• 4 Glühlampen E10 / 4 V / 0,3 A, grün
• Mini-Digital-Multimeter

Versuchsteil c: Parallelschaltung von Glühlampen – Spannung messen

• Stromversorgungsgerät, 2 bis 12 V/3 A
• 2 Experimentierkabel, blau, 25 cm
• 2 Experimentierkabel, rot, 25 cm
• 2 Experimentierkabel, schwarz, 50 cm
• 2 Glühlampen E10 / 4 V / 0,3 A, grün
• Mini-Digital-Multimeter

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Hinweise zur Vorbereitung

Alle Materialien (Geräte, Arbeitsblätter, Hilfeblätter, Protokollvorlagen) müssen für jede Versuchsgruppe bereitgestellt werden, zum Beispiel in Körben, auf Tabletts oder in Schalen.

Es sollten Ersatzglühlampen vorrätig sein.

Hinweise zur Durchführung im Unterricht

Stromkreise mit einer Glühlampe sind den Schülerinnen und Schülern bereits bekannt. Auf einen Schalter wird in den Schaltungen verzichtet, da das Netzgerät über einen Kippschalter zum Ein- und Ausschalten verfügt. Als Einstieg für den Versuch bietet sich die Formulierung von Vermutungen hinsichtlich der zu erwartenden Änderung der Stromstärke bzw. Spannung in Abhängigkeit von der Anzahl angeschlossener Glühlampen im Stromkreis an. Die zentrale Stromversorgung sollte erst eingeschaltet werden, nachdem alle Schaltungen kontrolliert wurden.

Für die Durchführung der 3 vorgestellten Versuchsteile bietet sich das Lernen an Stationen an.

Möglicher Versuchsablauf:

• Bauelemente auf dem Tisch vorsortieren (entsprechend der Versuchsskizze)
• Vom Minuspol der Spannungsquelle bzw. Dynamo die Schaltung bis zum Pluspol verkabeln
• Schaltung durch die Lehrkraft kontrollieren lassen, in Betrieb nehmen und die Funktion beobachten
• Messen der elektrischen Stromstärke für 1, 2, 3 und 4 Glühlampen bzw. Messen der Spannung
• Ergebnisse protokollieren und den Versuch auswerten

Entsprechend dem Niveau der Schülerinnen und Schüler können die Videos auch als Hilfe für die Versuchsteile eingesetzt werden oder abschließend als Zusammenfassung gezeigt werden. 

Hinweise zur Auswertung

Die Ergebnissicherung erfolgt im Anschluss der Versuche und Messungen mit der Bearbeitung der editierbaren Protokollvorlage. Dabei wird erkannt, dass die Stromstärke in der Zuleitung in Abhängigkeit der Anzahl der Glühlampen steigt. Mit dem Kurbelversuch wird das direkt wahrnehmbar und kann propädeutisch für die elektrische Energie genutzt werden. Das Messen der Spannung an den Glühlampen ergibt, dass sie gleich der Spannung an der Spannungsquelle ist. Die Abstraktion der Schaltungen erfolgt mit dem Zeichnen der Schaltpläne.

Downloads

(jeweils editierbare Worddateien)

Autor: Dr. Dietmar Karau