- Kinderfachhochschule -
Themenübersicht 2. Schulhalbjahr 2010/2011
(Mai bis Juli 2011 – 10 Termine)
1. Kennenlernen und Sicherheit
2. Historie und Einführung zum Fahrrad (mit Fahrrädern)
3. Mechanik: Schaltung
4. Mechanik: Hydraulik
5. Mechanik: Federung und Kreisel (mit Fahrrädern)
6. Elektrizität und Optik
7. Akustik: Wind und Klingeltöne
8. Bewegung, Geschwindigkeit und Reaktion
9. Aerodynamik
10. Ernährung, Energie, Training, Ergometer
Frank Kameier
09.03.2011
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Dynamo = Generator
- das Antriebsrädchen benötigt Kontakt zum Reifen
- ein Magnet rotiert
- das rotierende Magnetfeld in der Spule erzeugt
Wechselstrom
Was ist eine Spule?
Was ist Wechselstrom?
www.swm.de/dokumente/swm/multimedia/schule/dynamo.swf
Frank Kameier
Elektrik Optik 03.04.11
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Spule:
Eisenkern umwickelt mit Kupferdraht
Generatoren zum
Stromerzeugung
Frank Kameier
www.swm.de/dokumente/swm/multimedia/schule/dynamo.swf
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Stromkreise sind geschlossene Leitungen
http://www.lehrerfreund.de/xinha/plugins/ImageManager/demo_images/tec__prima/Beleuchtung/Fahrrad_Kabelfuehrung_440.png
Tahir-Alper Akbaba
23.1.2011
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Gleichstrom
- Batterie
- Solarzelle / Photovoltaik
- nach einem Gleichrichter
(aus Wechselstrom)
DASYlab – Simulation:
Frank Kameier
03.04.2011
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Wechselstrom
- Generator (Magnetfeld
rotiert in einer Spule)
- 50 Hz Netzfrequenz
DASYlab – Simulation:
Frank Kameier
03.04.2011
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Wechselstrom = 220 V
- Berechnung der Energie
(Effektivwert)
-50 Hz Netzfrequenz
DASYlab – Simulation:
Frank Kameier
03.04.2011
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Nabendynamo, Seitendynamo oder LED Licht?
Fatih Ülger
Elektrik Optik 12.03.11
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Seitendynamo
- Wechselspannung
- preiswert
- Halterung an der Gabel oder am Hinterrad notwendig
- Fahrradrahmen wird als einer der beiden Leiter verwendet
- durch Reibung am Reifen, beim Treten spürbarer Widerstand (Energieverlust)
Frank Kameier
03.04.2011
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Nabendynamo
- Wechselspannung
- Energieverbrauch ist beim Radfahren nicht spürbar
- Einbau im Vorderrad
- lange Lebensdauer
Quellenangaben fehlen
Frank Kameier
03.04.2011
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LED – batteriebetriebene Lampen
- Gleichspannung
- niedriger Energieverbrauch
- was heißt LED?
Frank Kameier
03.04.2011
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Speichendynamo (eher exotisch)
- Wechselspannung
- Montage am Vorderrad
- Überwerfer (kleines Drahthäkchen wird zwischen die Speichen geklemmt)
Frank Kameier
03.04.2011
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Aufbau des Speichendynamos:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Befestigungsschraube
Gehäusedeckel
Abdeckring
Zentrierring kugelgelagert
Klinke
Antriebsrad
Zahnriemen gross
Übersetzungsrad
Zahnriemen klein
Dynamo
Gehäuse
Metallplatte (Befestigung und Massenverbindung)
Kontaktstöpsel (Kabelanschluss)
Name, Vorname
Gruppe, Datum
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Visualisierung der Wechselspannung mit der Soundkarte
Fatih Ülger
Elektrik Optik 12.03.11
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Visualisierung der Wechselspannung mit der Soundkarte
- mit der Soundkarte kann man elektrische Spannungen aufzeichnen
- die Visualisierung am PC entspricht einem Digitaloszilloskope
- wie lässt sich eine Spannung berechnen? (Effektivwert)
- was ist der Unterschied zwischen analog und digital?
Frank Kameier
03.04.2011
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analog und digital
- mit der Soundkarte kann man elektrische Spannungen aufzeichnen
- die Visualisierung am PC entspricht einem Digitaloszilloskope
- wie lässt sich eine Spannung berechnen? (Effektivwert)
analog
Frank Kameier
digital
03.04.2011
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Seitendynamo an der Soundkarte
(Achtung: Spannungsteiler verwenden)
Fatih Ülger
Elektrik Optik 12.03.11
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Wann stimmen die Zahlenwerte überein?
Fatih Ülger
Elektrik Optik 12.03.11
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Versuch: Elektromagnet
Material:
4,5 Volt Flachbatterie
Kupferdraht (isoliert)
Nagel
Büroklammer
Der stromdurchflossene
Leiter erzeugt ein Magnetfeld
(Batterie=Gleichstrom)
Fatih Ülger
Elektrik Optik 12.03.11
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http://www.gymnasium-hochdahl.de/tag-der-offenen-tuer/img/draht.jpg
Akbaba, Tahir-Alper
Gruppe 4, 15.12.2010
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Akbaba, Tahir-Alper
Gruppe 4, 18.12.2010
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Akbaba, Tahir-Alper
Gruppe 4, 21.12.2010
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LED-Diode
Spule
Zahnräder
Dynamolampe
Akbaba, Tahir-Alper
Handantrieb
Gruppe 4, 8.3.2011
Fahrraddynamo
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Reflektoren am Fahrrad :
Retroreflexion : Reflexion bei der ein Teil des auftreffendes Lichtes direkt zur Quelle
zurückgeworfen wird.
Akbaba, Tahir-Alper
Gruppe 4, 8.3.2011
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Reflektoren am Fahrrad :
Retroreflexion
Akbaba, Tahir-Alper
Verwendungsbereiche : - Reflektoren am Fahrrad
- Oberflächen bei Straßenschilder
- Sichtbarkeit bei Straßenmarkierungen
- Sicherheitsbekleidung
Gruppe 4, 8.3.2011
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Akbaba, Tahir-Alper
Gruppe4, 8.3.2011
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Was wird benötigt?
Karton, Alufolie und ein Laser.
Durchführung:
Zwei aneinander liegenden Seiten vom Karton werden Alufolie geklebt.
Auf der gegenüberliegenden Seite des Kartons wird ein Loch gemacht und von
diesem Loch aus die eine Seite des Kartons mit der Alufolie bestrahlt.
Akbaba, Tahir-Alper
Gruppe4, 8.3.2011
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Auswertung :
Man kann erkennen dass die erste bestrahlte Seite des Kartons das Licht auf
die anliegende Seite reflektiert. Diese Seite reflektiert das Licht wieder auf
den Punkt wo das Loch mit dem Laser ist.
Dieser Versucht beweist die Retroreflexion und erklärt somit die Funktion
eines Reflektors am Fahrrad.
Akbaba, Tahir-Alper
Gruppe4, 8.3.2011
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Optik
Erklärung von Himmelsblau und Abendrot
Sonne
Blau wird stärker gestreut
(kürzere Wellenlänge)
Rot geht leichter durch Atmosphäre
(größere Wellenlänge)
Erde
Quelle: Jörg Kärger, et al., ADFC/Uni Leipzig
Frank Kameier
28.02.2011
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Quelle: Sigrid Belzer: Die genialsten Erfindungen der Natur, Bionik für Kinder, Frankfurt a.M. 2010
Frank Kameier
18.12.2010
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Background DASYlab: Abtastrate
Fatih Ülger
Elektrik Optik 12.03.11
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Background DASYlab: Frequenz
Fatih Ülger
Elektrik Optik 12.03.11
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