ZZ ZZ - Miniland Educational

und dies ... Was ist der Punkt?
¡clac!
BZ
ZZ
ZZ
Z
Die Elektrizität
H
eute werden wir die spannende, elektrisierte und witze Welt der
Elektrizität. Zuerst sollen wir verstehen, was die Elektrizität ist, und
wofür wir Elektrizität täglich benutzen. Damit werden wir ein Tag
ohne Elektrizität sein!
Ein Tag ohne Elektrizität
Irgendwann ist das Licht deines Hauses gesperrt, oder?
Normalerweise, wenn es Stürme gibt. Also gut, vorstellst du dich,
dass das Licht der Stadt gesperrt ist. Du wächst zu spät auf, denn der
Wecker funktioniert nichr onhe Elektrizität. Du möchtest das
Gesicht waschen, aber du kannst nichts sehen. Alles ist im Dunkeln,
denn die Glühbirne funktionieren nicht ohne Elektrizität. Du
möchtest ein Orangensaft zum Frühstück, aber du kannst ihn nicht
drinken. Die Saftpresse funktioniert auch nicht ohne Elektrizität.
Die Butter ist geschmolzen, denn der Kühlschrank ist ausgemacht.
Du gehts zu deinem Zimmer, um dich anzuziehen. Das Zimmer ist
sehr kalt. Klar! Ohne Elektrizität funktioniert nicht die Heizung.
Du nimmst den Bus zur Schule (funktioniert)), aber die Stadt ist ein
gro•er Stau. Die Verkehrsampel funktionieren nicht.
Du nimmst die U-Bahne, aber sie funktioniert auch nicht. Unsere
Freundin, die Elektrizität, spielt uns noch mal einen Streich.
Wenn du zu Hause zurückkommst (zu Fu•), machts du das
Fernsehen an, um deine liebsten Serie zu sehen. Aber das Fernsehen
funktioniert auch nicht. Existieren Fersehen, die sie mir Batterien
funktionieren? Ich glaube es nicht.
Um 21h gehst du ins Bett. Du bist gelangweilt, denn du konntest
nicht: mit deine Spielkonsole spielen, das Fernsehen sehen, Musik
hören... Du hast deine Schlaufgaben mit dem Licht einer Kerze
gemacht. Dann denkst du.... Was würden wir ohne Elektrizität
machen?
herr proFESOR, DIE FEUERMÄNNER
FRAGEN, OB WIR ETWAS MIT DEM
STROMAUSFALL ZU TUN HABEN
¡UPS!
Die Profesor Kaisen.
Er hat den Stromausfall
in der Stadr verursacht
50
Die Anziehungskrat und die Abstoßung
Jabhängig
etzt wei•t du, wieviel wir von der Elektrizität
sind. Wir werden dir mehr über die Elektrizität
erklären, damit du sie besser verstehts.
Vielleicht hast du irgendwannd das Wort “statische Elektrizität”
gehört, aber du wei•t nicht genau, was es bedeutet. Hast du
irgendwann eine kleine Entladung erleidet, wenn du den
Wollpullover ausgezogen hast o wenn du eine Katze gestreichelt
hast? Das ist “statische Elektrizität”.
Möchtest du ein Experiment durchführen, um statische
Elektrizität zu erzeugen? Es ist sehr einfach. Du
brauchts nur einen Wollpullover und einen Ballon.
Man bläst den Ballon auf und dann reiben wir den
ihn (den Luftballon) mehrmals am Pullover.
Dann halten wir den Ballon anschlie•end einige
Zentimeter über die Wand. Was passiert? Hängt
er bleiben? Tu das Gleiche mit anderem Ballon.
Dann versuch, um beide Ballons näher zu bringen.
Sie entfernen sich wie durch ein Wunder. Du hast
gerade die elektrische Kräfte der Anziehungskraft und der
Absto•ung erlebt. Wir erzeugen diese Kräft mit der Reibung
der zwei Gegenstände.
Der Grieche THALES von MILET (624- 545 v. Chr.) wurde
statische Elektrizität
mit der Reibung von einem Bernstein und der Haut einer
Katze erzeugt.
vorschlug, dass die statische
Elektrizität auf positive und negative Ladungen basiert
Kopernikus,
wo bist du?
Die Professoren nutzen
Kopernikus, die Katze
von Doktorin Query,
als Ausschückung.
51
Die Atome
ÁTOME
Z
u dieser Zeit glaube ich, dass du dich gefragt
hast: woraus besteht Elektrizität?
Bevor wir dich diese Frage antworten, möchten
wir dich erklären, dass jede Materie des
Universums aus kleinen Partikeln (Atome)
bestehen. Die Mehrheit dieser Atome bestehen
aus einem Kern, der
mit anderen
Energienpartikeln (Elektronen) umgeringt ist.
Du sollst dich vorstellen,dass die Atome, wie
kleine Sonnensysteme sind. Vielleicht ein Bild
erklärt alles besser.
KERN
elektronik
Also, die Elektrizität, die in der Steckdose unseres Hauses läuft, ist
eigentlich Elektronen in Bewegung und die Kraft der Elektrizität, die
aus der Energie der Elektronen stammt.
sagen sie mal, liebe kollegen...
was denken sie über meine frisur?
meine liebe doktorin,
sie ist heute strahlend!
Atomar, würde ich sagen!
Die Professoren gehen
zu einem Abendessen
für berühmte
Wissentschaftler.
Heute hat Doktorin
Query eine neue Frissur
gekämmert. Sie hat
heute eine “elektrische”
Inspitarion gehabt.
52
Der Strom
W
ir haben gesagt, dass die Elektrizität ist wie ein Elektronenstrahl.
Ein Strahl, mehr oder weniger wie ein Wasserhahn.Das ist genauso,
wie wenn wir den Wasserhahn unseres Hauses öffnen und dann das
Wasser flie•t. Mit der Elektrizität und mit der Steckdose kommt es
das Gleich vor.
Wenn wir jetzt ein Kabel auf der zwei Pole einer Batterie einschalten,
werden wir beweisen, dass die Elektronen sich nur in einer Richtung
bewegen (wie das Wasser durch die Strohleitung).Dies ist der Strom.
negative
ladung
strom
positive
ladung
Die Atome vibrieren mit der Bewegung
der Elektronen. Diese vibration
ist die sogenannte Wärmenergie, d.h:
das Kabel erwärmt sich.
In der elektrischen Batterien gibt es
chemische Reaktionen.
Diese Reaktionen verursachen, dass in
einem der Pole Überma• von
Elektronen gibt (Pol-) . In dem
anderen Pol gibt es eine positive
Ladung (Pol +). Wenn wir ein Kabel
auf die Batterie einschalten,
sind die Elektronen des Kabels in der
Ladung des Pols + abgesto•en
und in der Ladung des Pols angezogen. Die Elektronen bewegen
sich und sie bilden einen Strom.
Hast du irgendwann dieses Gesicht gesehen?
Es ist ähnlich deiner Eltern! Verschwend nicht
Elektrizität. Die Elektrizität is nicht gratis!
53
Batterien und Generatoren
A
LESSANDRO VOLTA
(1745- 1827) erfand den
ersten Strom der Elektronen
mit der Hilfe einer chemischen
Reaktion. Dieser
Wissentschaftler hat
entdeckt,dass immer wenn er
seine Zunge zwinschen zwei
Münze auf verschiedene
Metalle stellte, empfand er in
seinen Gaumen einen
seltsamen und
sauerGeschmack. Er
dachte,dass dieser Effekt wurde
von einer chemische Reaktion
hervorgeruft und, dass diese
voltabatterien
chemische Reaktion einen
elektrischen Strom verursacht. Diese Entdeckung ist die sogennante
Voltbatterie.
Wenn er zwei Platten (1 Zink, 1 Kupfer), und zwischen ihnen einen
getränkte Karton (im Salzwasser) legte, bemerkete er, dass immer
wenn er die Kabeln näher brachte, erzeugte es elektrische Funken.
arten von batterien
Je mehr Platten legte, desto mehr
elektrische Spannung erzeugte.Er erfand
die sogennante Batterie, die du in
deinem Radiorekorder benutzt.
Die Batterien wurden jahre lang die
einzige Art von elektrischem Storm.
In1831 fand MICHAEL FARADAY
heraus, dass, wenn er eine Kabelspule
zwischen Magneten umdrehte,
erzeugten die magnetische Kräfte einen
Strom in dem Kabel
So ist die Zunge von Professor Kaisen, nach
der ganzen Morgen mit dem Experiment von
Volta arbeiten
54
Der alektrische Motor
J
etzt werden wir dir erklären, wie die elektrischen Motoren funktionieren.
Viele Dinge brauchen diese Motoren. Zum Beispiel, deine elektriche
Zahnbürste, das Rührgerät, der Ventilator und eine Unmenge von
Dinge, die sie in deiner Umgebung sind.
Wenn der Strom durch ein Kabel flie•t, gibt es ringsherum magnetische
Kraft. Wenn das Kabel eine Art von Spule ist, werden wir einen
Elektromagnet haben, d.h. einen Magnet, der mit elektrischem Strom
funktioniert.
elektromagnet
Der Schraubenzieher verhaltet
sich als einen Magnet,
denn der Strom flie•t durch
das Kabel
schraubenzieher
Der Schraubenzieher verhaltet
sich nicht mehr als einen Magnet,
denn der Strom flie•t nicht
durch das Kabel
metallischer
gegendstand
schalter
kabel
batterie
Der elektrische Motor besteht aus einem beweglichen Bestandteil, der
Rotor hei•t. Dieser Rotor kann sich zwischen die zwei Pole eines
Magnets drehen. Die Bürsten bleiben Fest., während der Schalter sich
zwischen ihnen dreht. Der Schalter macht die gleiche Bewegung als
der Rotor. Wenn der Strom durch den Elektromagnet flie•t, sind
seine Pole bei dem feste Magnet angezogen und abgesto•en. All dies
verursacht eine ununterbrochene Bewegung des Rotors.
elektrischer
kern
motor
1)
spule
n
s
n
3)
n
s
s
s
kraft
strom
batterie
strom
s
strom
n
n
+ -
umgekehrter
strom
n
s
-
n
s
+
4)
n
s
s
2)
n
strom
kraft
kraft
kraft
n
n
n
n
s
s
s
s
55
Lautsprecher
W
ir wissen, dass der Strom Energie erzeugt, aber das ist nicht genug!.
Der Strom lässt uns auch Information senden. Wir können in
Verbindung stehen, denn der Strom lässt uns Klänge, Bilder und
Angaben senden.
Zum Beispiel:
Das Telefon. Es ist sehr einfach zu verstehen, wie es funktioniert.
Nimmt einen Luftballon, setz deine Handfläche über den ihn und
rede auf die gegenüberliegende Seite. Du wirst eine Vibration fühlen.
Du wirst die Stärke der Vibration gemä• die Lautstärke und das Ton
beweisen. Das Mikro des Telefons setzt die Vibrationen deine Stimme
in Vibrationen des Stroms um. Je höher deine Stimme, desto mehr
Strom. Je leiser, desto weniger Strom. Dann setzt der Lautsprecher die
Vibrationen des Stroms in Vibrationen der Luft um. Diese Vibrationen
der Luft ist der Klang.
Anderer Beispiel? Natürlich! Es ist der Lautsprecher:
1
bestandteile des lautsprechers
5
2
6
3
4
1- membran
5-lautsprecherkorb
2-membranaufhängun 6-schwingspule
3-chassis
7-magnet
4-zentrierung
7
Ein Lautsprecher besteht aus einem
Elektromagnet, der auf einem
Kartonkegel geklebt ist. Der
Elektromagnet bewegt sich zwischen
die magnetischen Kraft eines
aber wie komisch
leistungsstarken Magnet. Wenn der
spielen
diese
lautsprecher !
Strom durch den Elektromagnet flie•t,
verändern die Anziehungs- und
Absto•ungskraft sich zwischen den
Magnet und den Elektromagnet. Sie
bewegen sich, wie die Schwingung des
Stroms. Dann vibriert der
Elektromagnet und er überträgt die
Vibrationen zu dem Kartonkegel. Der
Kegel lässt die Luft vibrieren. Diese
Luft produziert den Klang.Und, wenn
du die Lautstark zu viel steigt, werden
sich deine Nachbarn beklagen.
56
Kaizen wird alles machen,
um nicht wieder die endlose
Polkaschallplatte von Professor
Challenge hören.
Übertrager
W
ir wissen schon, wie die Elektrizität ist, wovon sie hergestellt ist,
wo können wir sie finden und wozu kann sie uns helfen. Jetzt werden
wir lernen, wie sie kontrollieren sollen. Und hier spielen die Übertrager
eine wesentlichen Rolle.
Die Übertrager wurden in 1947 bei JOHN BARDEEN, WALTER
BRATTAIN und WILLIAM SHOCKLEY erfunden. Sie wurden in 1956
mit dem Nobelpreis der Physik ausgezeichnet. Der Übertrager ist ein
elektrisches Gerät. Man benutzt dieses Gerät, wie man eine Verstärkung
oder einen elektronischen Schalter benutzt (d.h. an und aus).Der
Übertrager ist einen wesentlichen Bestandteil der modernen Elektrik.
Man benutzt den Übertrager, als Bestandteil der elektrischen Schalter,
logischen Gatter, der Speicher,usw.
Rat mal
Welche von diesen Apparaten brauchen nicht Elektrizität
zu funktionieren?
rührgerät
bohrmaschine
computer
zahnbürste
trompete
radiorekorder
Antwort
Die Trompete, natürlich.
Aber unsere Professoren
können eine elektrische
und tragbare Trompete
erfinden. Schau mal das
Ergebnis!
eine neue, moderne und
tragbare trompete
57
?
Die Frage von ?
Doktorin Query
Nach allem, was wir gelernt haben, stellt sich
Doktorin Query (und wahrscheindlich stellts
du dich auch) diese Fragen:
?
1) Gibt es im menschlichenr Körper?
Ja. Es klingt komisch, aber unserer Körper hat
Elektrizität. Und wei•t du wie viele? Unserer
Körper hat die genügende Elektrizität, um einen
Weinachtsbaum zu beleuchten. Die Elektrizität
2) Wieviele Blitze einschlagen jede Sekunde irgendwo in der Welt?
Die elektrisierte Summe auf 100. Kannst du rechnen, wie viele Blitze
in einem Tag einschlagen? Vielleicht wirst du nicht auf die Stra•e sein.
3) Und seine Temperatur?
Bereitet dich ein Glas Wasser vor. Wenn du es wei•t, wirst du sehr
hei• sein.Ein Blitz kann 30.000 º C erreichen.Du sollst nur denken,
dass die Temperatur der Sonne ist 1/6 der Blitztemperatur. Die
Temperatur der Sonne ist 5.360ºC.
4) Und...was ist die Geschwindigkeit des Blitzes?
Der Blitzist schneller, als ein Auto der Formel 1. Der
Blitz ist 1.600 Km/s leistungsstarkerk als das Auto.
Der Blitz hat eine Geschwindigkeit von 5.760.000
Km/h. Frag dein Vater über die Gescwindigkeit seines
Autos.Dann kann du dich es vorstellen!
5) Wann wurde das elektrische Auto erfunden?
Es wurde in 1985 erfunden. Es
konnte 30 Km fahren, ohne
sich aufzuladen. brauchen
sie diese Elektrizität?
58
ein elektrisches auto
Wir wissen schon, dass unserer Körper Elektrizität hat. Aber, haben
die Tiere Elektrizität? Und, wofür brauchen sie diese Elektrizität?
ein elektrisches aal
1) Zitteraale
Seines Gehirn kann
Entladungen auf 600 Volt
erzeugen. Diese Entladung ist
genug, um einen Fisch zu töten.
Und sie ist auch genug, um dir ein bisschen zu betäuben. Aber macht
dich keine Sorgen: es sei denn, du schwimmst in einem Fluss aus
Lateinamerika.
2) Klapperschlange
Die Schlange nutzt ihre zweispaltigen Zunge, um die Atome der
elektrischen Luft zu fühlen. Diese Atome sind in der Haut von der
kleinen Tiere, die die Schlange isst.
3) Ameise
Einige Arten von Ameise sehen und fühlen die Elektrizität. Deshalb
essen sie die Kabeln. Stell dich vor, wie viele Funken!
4) Bienen
Die Bienen nutzen die Elektrizität, um der Pollen
zu finden.
5) Nutzen die
biene "die
pollen suchende"
Glühwürmchen
Elektrizität?
Nein. Es klingt komisch, denn
sie scheinen kleine Lanternen.
Dieser Effekt ist bei einem
chemischen Proze•
verursacht.
glühwürmchen
59
Pr
or Challe
s
s
e
n
of
ge
Er ist immer bereit, um neue
Experimenten zu beweisen
und experimentieren. Er ist
zerstreut und überaktiv.
Er hört seine Arbeit auf ,
wenn er Tee um fünf
nachmittags trinkt. Die
populären Musik begeistert
sich, besonders Polkas.
Doktorin Query fragt sich
ständig. Die Rätsel begeistern
sie sich. Am liebsten isst sie
Torten und Bonbons.
ssor Kaiz
e
f
e
ro
n
Unermüdlicher Arbeiter.
Er hat Lust, um sich selbts
überzutreffen. Er ist
methodisch,erschöpfend
und sehr geduldig.
Am liebsten macht er
Witze an seinen Kollegen.
P
y
orin Que
t
k
r
Do
BIS ZUM NÄCHTEN ABENTEUER!
MINILAND S.A. Ctra. Castalla, km 1. Pol. Industrial 03430 Onil. Alicante. Spain.
Tel. 34 96 556 49 50. Fax 34 96 556 54 54.
[email protected]. www.miniland.es
Diseño, creatividad y textos: Sieteleguas Ediciones S.L.
Asesor Científico: Obdulio Serrano. Licenciado en Ciencias Físicas.
© Miniland, S.A. 2004