Geschlossener Stromkreis
Versuchsvideo (ohne Ton)
Übungen
Autor: Cornelsen/Inhouse
Autor: Cornelsen/Inhouse, Fotos: Cornelsen/Minkus
Für Lehrkräfte
| Unterrichtsthema | Elektrische Stromkreise |
| Klassenstufen | 5 bis 7 |
| Wer experimentiert? | Schülerinnen und Schüler im Unterricht in Partner- oder Gruppenarbeit |
| Ziele und Kompetenzen | Die Schülerinnen und Schüler können:
|
Materialliste
je Versuchsgruppe:
- Flachbatterie 3R12, Alkaline, 4,5 V
- Experimentierkabel, rot, 25 cm
- Experimentierkabel, blau, 10 cm
- Experimentierkabel, rot, 10 cm
- 2 Abgreifklemmen, blank (bei Anschluss mit einer Flachbatterie)
- Hebelschalter, einpolig, auf Sockel
- Drucktaster (Schließer), auf Sockel
- Glühlampe E10 / 6 V / 0,1 A
- Fassung E10, auf Sockel
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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.
Alternativ zur Flachbatterie kann auch ein Batteriehalter für 2 oder 3 Mignonzellen (AA) als elektrische Energiequelle verwendet werden. Zur Orientierung kann die Lehrkraft Aufkleber für Plus (+) und Minus (–) auf den Batteriehalter kleben. Ebenso wie mit der Flachbatterie ist man mit dem Batteriehalter nicht auf den Fachraum angewiesen. Weiterhin entfallen auch die Abgreifklemmen. Allerdings sollten immer einige Ersatzbatterien vorrätig sein. Natürlich kann auch ein Netzgerät (Stromversorgungsgerät) verwendet werden. Dann ist man allerdings auf einen Fachraum angewiesen und die Schülerinnen und Schüler müssen Einstellungen am Gerät vornehmen. Bei zu hoch eingestellter Spannung brennen die Glühlampen durch. Es sollten also auch Ersatzglühlampen vorrätig sein.
Die zentrale Stromversorgung sollte erst eingeschaltet werden, nachdem alle Schaltungen kontrolliert wurden.
Hinweise zur Durchführung im Unterricht
Einführend kann mit einer Demonstration der Lehrkraft (LD) der Aufbau eines Stromkreises mit der Funktion der Bauteile erarbeitet werden. Der Stromweg ist mit Benennung der Bauteile mit dem Finger „abzufahren“ und der Begriff „geschlossener Stromkreis“ zu erarbeiten. Ergänzend oder alternativ kann das Versuchsvideo genutzt werden. Nach der LD bzw. der Videopräsentation bauen die Schülerinnen und Schüler mit den erlangten Informationen die Stromkreise mit Hebelschalter und Taster auf, probieren sie aus und protokollieren die Ergebnisse. Hierfür kann die Protokollvorlage genutzt werden.
Möglicher Versuchsablauf:
- Bauelemente auf dem Tisch vorsortieren (entsprechend der Versuchsskizze)
- Vom Minuspol der elektrischen Energiequelle die Schaltung bis zum Pluspol verkabeln
- Schaltung durch die Lehrkraft kontrollieren lassen, in Betrieb nehmen und die Funktion beobachten
- Ergebnisse protokollieren und den Versuch auswerten
Entsprechend dem Niveau der Schülerinnen und Schüler kann das Video auch als Hilfe für den Versuch eingesetzt werden.
Hinweise zur Auswertung
Die Ergebnissicherung erfolgt mit der Bearbeitung der editierbaren Protokollvorlage. Dabei werden die Unterschiede eines geschlossenen Stromkreises ohne Schalter, mit Hebelschalter und mit Taster formuliert. Die Abstraktion der Schaltung erfolgt mit dem Zeichnen der Schaltpläne.
Downloads
(jeweils editierbare Worddateien)
gestufte Hilfen zum Arbeitsblatt
Weiteres
Projektidee zum Versuch: MORSEN (*** — ***)
Aufgabe: Entwirf eine Schaltung, mit der Wörter als Morsezeichen übermittelt werden können.
Die Schülerinnen und Schüler sollten den Taster als bequeme Lösung für diese Anwendung wählen. Im Wettbewerb morsen die Schülerinnen und Schüler abwechselnd Wörter oder kurze Sätze und entschlüsseln diese. Einen historischen Abriss zum Morsen können die Schülerinnen und Schüler online recherchieren und zum Beispiel Plakate manuell gestalten.
Autor: Dr. Dietmar Karau