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Ein Leben ohne elektrische Geräte ist nur schwer vorstellbar, sie erleichtern unseren Alltag. Dafür benötigen sie Energie. In diesem Lernpfad lernst du: - was ein Stromkreis ist,
- Schaltpläne zu lesen und zu zeichnen,
- verschiedene Schaltungsarten kennen und
- Leiter und Nichtleiter für elektrischen Strom zu erkennen.
Zudem erfährst du, woher die Energie für elektrische Geräte kommt.
Viele elektrische Geräte erleichtern unseren Alltag.
Aufgabe 1: Ein Tag ohne Strom
Schreibe eine Geschichte, wie ein Tag ohne elektrische Geräte aussehen würde.
Damit elektrische Geräte funktionieren nur, wenn sie passend mit Strom versorgt werden. Dies kann durch einen Stecker, durch Batterien oder durch Solarmodule geschehen.
ACHTUNG LEBENSGEFAHR
Experimentiere NIE an der Steckdose. Bastle NIE an Elektrogeräten herum.
2.1 Einfache Stromkreise
Wiederhole dein Wissen zu Stromkreisen aus dem Sachunterricht der Grundschule mithilfe der Übungen der ANTON-App (logge dich ein!) Anton App
Bist du fit? Dann gehe weiter im Lernpfad.
Du kannst mithilfe einer Flachbatterie eine Lampe zum Leuchten bringen.
Einfache Stromkreise 1
Bearbeite im Buch S. 130 Aufgabe 1. Notiere deine Antwort und die Erklärung im Heft. Denke an eine Überschrift.
Nur in der Anordnung von Bild 4 leuchtet die Lampe, denn nur hier ist der Stromkreis geschlossen.
Im folgenden Lernpfad wirst du viele Experimente durchführen. Hole dazu eine Experimentierbox von deinem Lehrer/deiner Lehrerin. Bevor du mit einem Experiment startest, trage deinen Namen auf den Zettel in der Box ein und prüfe, ob das Material deiner Box vollständig ist (Übersicht in der Box oder Foto unten).
Experiment 1: Einfacher Stromkreis
Baue mit Hilfe der Materialien aus der Experimentierbox einen einfachen Stromkreis auf. Zeichne deinen Aufbau ins Heft.
Dein Bild könnte z.B. so aussehen:
Ergebnis
Die Lampe leuchtet nur, wenn sie mit beiden Polen der Batterie verbunden ist, also wenn der Stromkreis geschlossen ist.
Du kannst eine Schaltung malen, das dauert jedoch lange. Du kannst die Schaltungen übersichtlich mithilfe von Schaltzeichen darstellen. Diese Zeichnung heißt dann Schaltplan.
2.2 Schaltzeichen und Schaltpläne
Um elektrische Stromkreise schnell und übersichtlich zeichnen zu können, zeichne einen Schaltplan.
Es gibt einige Regeln, die beim Zeichnen eines Schaltplan beachtet werden müssen:
Einen Schaltplan zeichnen: Regeln
- Gezeichnet wird immer mit Bleistift.
- Kabel werden immer durch gerade Striche dargestellt. Zeichne sie also mit dem Lineal.
- Kabel werden in Schaltplänen immer rechtwinklig miteinander verbunden. Nutze hier die Kästchen in deinem Heft zur Orientierung.
- Schaltzeichen werden NIE auf eine Ecke gezeichnet.(Zeichne immer zwischen zwei geraden Strichen (Kabeln).)
Die Bauteile in einem Stromkreis werden mit Schaltzeichen dargestellt. Eine Übersicht dazu findest du in deinem Buch auf S. 132.
Klebe das zugehörige Arbeitsblatt in dein Heft. Löse danach die LearningApp.
Schaltplan eines Stromkreises
Du hast den Stromkreis zu dem ersten Experiment schon als Bild in dein Heft gezeichnet. Zeichne nun den passenden Schaltplan. Beachte die Regeln und zeichne die Schaltzeichen richtig.
Der Link führ dich zur Seite LEIFIphysik, dort kannst du in einer Simulation nach und nach die Zeichenelemente durch die entsprechenden Schaltzeichen ersetzen: Vom Stromkreis zum Schaltplan
Ein Lämpchen soll wie eine Taschenlampe ein und ausgeschaltet werden. Baue mit Hilfe der Materialien aus der Experimentierbox eine solche Schaltung zeichne einen passenden Schaltplan in dein Heft.
Zusatz:
- Ändert sich etwas, wenn der Schalter vor bzw. hinter der Lampe eingebaut wird?
- Ändert sich etwas, wenn du die Pole der Batterie vertauschst?
Probiere aus und notiere deine Beobachtungen in dein Heft.
Experiment 3: Ein-Aus-Schaltung mit Taster
Bei manchen Taschenlampen muss ein Taster zum Einschalten gedrückt werden.Die Lampe leuchtet, solange der Taster gedrückt wird. Sie geht aus, wenn man ihn loslässt. Baue mit Hilfe der Materialien aus der Experimentierbox eine solche Schaltung zeichne einen passenden Schaltplan in dein Heft.
Suche einen Partner/eine Partnerin, die ebenfalls schon fertig ist. Nun sende ihm/ihr eine kurze Nachricht mithilfe von Morsezeichen. Kann er/sie deine Nachricht entschlüsseln? Eine Tabelle zum Morsealphabet findest du hier: Morsealphabet
Übung 1: Funktioniert die Schaltung?
Löse Buch S. 133 Aufgabe 1, 2 und 3 in deinem Heft.
3. Elektrische Leiter
Experiment 4
Welche Materialien leiten den elektrische Strom? 1) Baue einen Stromkreis, mit dem du die elektrische Leitfähigkeit von Gegenständen prüfen kannst (Tipps!). 2) Wähle verschieden Gegenstände aus und überprüfe ihre elektrische Leitfähigkeit in deinem "Test-Stromkreis". Erstelle dazu eine Tabelle.
Gegenstand
Material
Leiter
Nichtleiter
Münze
Kupfer
X
...
Du benötigst für deinen Test-Stromkreis eine Flachbatterie, ein Lämpchen mit Fassung und 3 Kabel.
Dein Stromkreis könnte so aussehen
Baue den Stromkreis des Bildes nach und führe dann das Experiment durch.
Leitet Wasser den Strom? Plane ein Experiment und führe es durch. Erkläre mit deinem Ergebnis, warum elektrischer Strom im Badezimmer eine besondere Gefahr darstellt.
Leitet Blumenerde den Strom?Plane ein Experiment und führe es durch. Erkläre mit deinem Ergebnis, warum Blitzeinschläge in den Erdboden gefährlich sind.
Ergebnis
Fülle die Lücken passend. Schreibe dann den Merksatz in dein Heft.
Alle Metalle sind gute elektrische Leiter. Besonders gut leiten Silber und Kupfer den elektrischen Strom.
Nichtleiter sind z.B. Kunststoff und Holz und .... Man nennt sie Isolatoren.
Experiment 5
Leitet unser Körper den Strom? Nimm eine Box mit einem Summer und fasse die beiden Klemmen der Kabel an. Hörst du einen Ton? Beantworte die Frage, ob der menschliche Körper Strom leitet in deinem Heft. Klappt dieses Experiment auch mit der gesamten Klasse? Probiert es aus!
Übung 2: Gefahren des elektrischen Stroms
Lies S. 139 im Buch und löse die Aufgabe in deinem Heft.
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