Schaltungen
Inhalt
Schaltung von Glühlampen
Glühlampen in Stromkreisen
Widerstände wie z. B. Glühlampen kann man in verschiedener Weise in einen Stromkreis einbauen.
Serienschaltung
Stelle eine Schaltung aus Batterie und Glühlämpchen zusammen.
Schalte dann eine zweite Lampe, wie in der Abbildung gezeigt, dazu.
Beschreibe deine Beobachtung:
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Schraube eine Glühlampe aus der Fassung.
Beschreibe deine Beobachtung:
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Parallelschaltung
Beginne wieder mit einer Schaltung aus Batterie und Glühlämpchen.
Schalte dann eine zweite Lampe, wie in der Abbildung gezeigt, dazu.
Beschreibe deine Beobachtung:
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Schraube eine Glühlampe aus der Fassung.
Beschreibe deine Beobachtung:
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Schaltung von Spannungsquellen
Schaltung von gleichartigen Batterien
Schaltet man zwei gleichartige Batterien zusammen, so kann entweder in Serie oder parallel erfolgen.
Die abgebildete 4,5-V-Batterie enthält eine Serienschaltung von drei 1,5-V-Batterien.
Serienschaltung von Batterien
Nimm eine 4,5-V-Batterie. Miss ihre Spannung mit einem Voltmeter.
Schalte nun eine zweite solche Batterie in Serie, indem du den Pluspol der einen mit dem Minuspol der anderen Batterie verbindest. Miss die Gesamtspannung und vergleiche mit der Spannung einer Batterie.
Bei der Serienschaltung von zwei gleichartigen Batterien ist die Gesamtspannung doppelt so groß wie die Spannung einer Batterie.
Parallelschaltung von Batterien
Parallelschaltung von Batterien
Nimm eine 4,5-V-Batterie. Miss ihre Spannung mit einem Voltmeter.
Schalte nun eine zweite solche Batterie parallel, indem du die Pluspole und die Minuspole der beiden Batterien verbindest. Miss die Gesamtspannung und vergleiche mit der Spannung einer Batterie.
Bei der Parallelschaltung von zwei gleichartigen Batterien ist die Gesamtspannung gleich groß wie die Spannung einer Batterie.
Die beiden Batterien liefern jedoch mehr elektrische Energie als eine Batterie.
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Die abgebildete Batterie A23 besteht aus mehreren kleinen Batterien.
Jede davon liefert 1,5 V.
Position der Plus- und Minuspole
Bei allen Elektrogeräten, die mit Batterien betrieben werden, ist die Position der Plus- und Minuspole der Batterien (wie in der Abbildung gezeigt) eingezeichnet.
Training
Wähle die richtigen Wörter aus.
| Schaltet man zwei Glühlampe in Serie in einen Stromkreis, leuchten beide Glühlampen |
| als eine. Schraubt man eine Glühlampe aus der Fassung, leuchtet die andere |
| . |
| Schaltet man zwei Glühlampe in einem |
| parallel, leuchten beide Glühlampen |
| wie eine. Schraubt man eine Glühlampe aus der Fassung, leuchtet die andere |
| . |
| Bei der Serienschaltung von zwei |
| Batterien ist die Gesamtspannung doppelt so groß wie die |
| einer Batterie. |
| Bei der Parallelschaltung von zwei gleichartigen Batterien ist die Gesamtspannung |
| wie die Spannung einer Batterie. |
Eine Glühlampe der Parallelschaltung leuchtet nicht.
Gib an, was ein Ohmmeter bei der Messung des elektrischen Widerstandes der Glühlampe anzeigen würde.
Gib an, in welchen Schaltungen die Lämpchen in Serie bzw. parallel geschaltet sind.
Spannung eines elektrische Gerätes, das mit Batterien betrieben wird.
Du benötigst eine Fernbedienung, eine Fernsteuerung von einem ferngesteuerten Spielzeugauto oder ein elektrisches Gerät, das mit Batterien betrieben wird.
Öffne das Batteriefach und sieh dir genau an, wie die Batterien eingelegt und geschaltet sind. Achte darauf, wie die Batterien miteinander verbunden sind. Versuche abzuschätzen, wie hoch die Spannung ist, mit der das Gerät betrieben wird.
Erfinde eine Schaltung mit drei Glühlampen.
Zeichne die Schaltung, wie sie in Wirklichkeit aussieht, und als Schaltplan.
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Zeichne noch weitere Schaltungen, die mit drei Lampen möglich sind. Vergleiche deine Ergebnisse mit einer Partnerin/einem Partner. Überprüft eure Schaltungen, ob sie gleich oder unterschiedlich sind.
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Diskutiert, wie viele unterschiedliche Schaltungen möglich sind.
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phet.colorado.edu
Stromkreise schalten: Gleichstrom
https://phet.colorado.edu/sims/html/circuit-construction-kit-dc/latest/circuit-construction-kit-dc_de.html
Verwende den Stromkreis-Simulator und baue die Schaltung.
Beschreibe, was passiert.
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Verändere die Stärke des Widerstands. Klicke dazu auf den Widerstand und verwende den Schieberegler unten.
Beschreibe, was passiert.
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phet.colorado.edu
Stromkreise schalten: Gleichstrom
https://phet.colorado.edu/sims/html/circuit-construction-kit-dc/latest/circuit-construction-kit-dc_de.html
Verwende den Stromkreis-Simulator und miss mit dem Ampere-Meter den Strom in den einzelnen Leitungen.
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phet.colorado.edu
Stromkreise schalten: Gleichstrom
https://phet.colorado.edu/sims/html/circuit-construction-kit-dc/latest/circuit-construction-kit-dc_de.html
Verwende den Stromkreis-Simulator. Baue den Stromkreis nach und ändere dann die Größe der Widerstände.
Wenn du deinen Stromkreis in „Intro“ anstatt in „Labor“ baust, dann kannst du beobachten, wie die Farbe der Widerstände sich verändert!
Was passiert, wenn du den Widerstand auf 120 Ω setzt?
Wie viel Strom fließt dann durch die Glühbirne?
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In einem Stromkreis mit zwei Lampen wird parallel zu einer Lampe ein Widerstand eingebaut.
Stelle eine Vermutung an, wie sich dadurch die Helligkeit der Lampen verändert.
Überprüfe deine Vermutung durch ein Experiment.
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In der Schaltung wird die Lampe B aus der Fassung geschraubt.
Stelle eine Vermutung auf, wie sich das auf die Lampen A und B auswirkt.
Überprüfe deine Vermutung durch das Experiment.
Die Abbildung zeigt eine Schaltung, bei der das Lämpchen leuchtet.
Nun wird der erste Widerstand durch einen Widerstand R₁ = 20 Ω ausgetauscht.
Gib an, ob das Lämpchen heller, weniger hell oder gleich hell leuchtet.
Begründe.
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Überlege, welchen Unterschied es macht, wenn nicht der erste, sondern der zweite Widerstand R₂ durch einen Widerstand von 20 Ω ersetzt wird.
Begründe.
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Gib an, welche Spannungen an den Widerständen liegen.
Plane eine Schaltung, bei der eine Lampe mit einem Schalter heller oder dunkler geschaltet werden kann.
Zeichne einen Plan und baue die Schaltung.
Vergleiche deine Ergebnisse mit anderen.
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Merke
Sowohl Glühlampen als auch Batterien kann man in Serie und parallel zusammenschalten. Dadurch verändern sich Spannung und Stromstärke.
