Gesamtrepetition als Powerpoint
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Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Bei Strom- & Heizkreislauf lassen sich vergleichen … Lösung von: Lukas von Euw Der Heizungskreislauf Ofen 1 Der Stromkreislauf Gibt Energie in den Kreislauf ab Batterie oder Akku Rohrleitung Leitet Energie in einem geschlossenen Kreis Elektrokabel Radiator Nimmt Energie und gibt sie dann wieder ab Lampe, strahlt Licht ab Ventil, Leitungsbruch Ein Unterbruch im Kreis stoppt den Energiefluss Schalter, korrodierte Kabel Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Verschieden sind bei Strom- & Heizkreislauf… Lösung von: Daniela Späni Heizkreislauf Stromkreis -Erdöl ( Gas- ElektrizitätWärmetauscher) in Wasserwärme -Primärenergie zur Umwandlung -Wasserkraft(oder AtomSonnen- Windenergie -Wärme, Bewegung der Wassermoleküle -Transportierte Energie -Elektrizität, Bewegung der Moleküle -Wassermoleküle -Transportmedium für die Energie -freie Elektronen -Wasserleitungsrohr -Verteilungssystem, Leitung -Elektrokabel aus Kupfer -Erfolgsenergie zur Nutzung -elektrischer Antrieb, el. Beleuchtung, el. Heizung, usw. -Abwärme des Radiators oder der Bodenheizung zur Raumerwärmung Masse * Grad Celsius= Watt 2 Unterschiede Zeit -Name der Einheiten Volt * Ampère = Watt Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Vergleich im Détail Lösung von: Sabrina Schuler Die Zentralheizung als Kreislauf Wie kommt die Energie in den Kreislauf? Wie kommt die Energie in den Kreislauf? Die in Holz oder Erdöl gebundene Energie wird im Ofen zu Wärme verwandelt. Durch Batterien oder Akkus oder Trafos als Spannungsquelle. Welches Medium transportiert die Energie? Welches Medium transportiert die Energie? Die Wassermoleküle transportieren die Energie. Wie wird die Energie abgegeben? Im Zimmer-Radiator kann die Energie an der grossen Oberfläche des Heizkörpers aus dem Wasser und durch das Blech in die Zimmerluft gelangen. 3 Der Stromkreislauf Die freien Elektronen transportieren die Energie. Wie wird die Energie abgegeben? Die Lampe, strahlt Licht ab. Da wir elektrischen Strom nicht unmittelbar sehen können hilft es, ein Denkmodell anzuwenden. Die Zentralheizung stellt einen geschlossenen Kreislauf dar und hat mit dem Stromkreislauf viele Gemeinsamkeiten. Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Ein elektrischer Leiter … Lösung von: jo strebel … hat freie Elektronen … ist meist aus Metall … kann Strom leiten, wenn eine Spannung anliegt … verbindet Stromquelle und Spannungsverbraucher … leitet bei Hitze schlechter als bei Kälte … hat zu seinem Gegenteil den ISOLATOR 4 Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Ich stelle mir Wärme - Strom so vor… Lösung von: Daniela Späni Unbedingt nötig: Unbedingt nötig: Die Wärmequelle Der Wärmeabstrahler (auf diesem Bild der Ofen) (auf diesem Bild der Radiator) Die Wärme wird im Keller erzeugt, damit Gestank in der Wohnung vermieden werden kann. Zudem können Kaminfeger und Heizungsmonteur ihre Arbeit verrichten, ohne den Wohnraum zu verschmutzen. Vor einer Fehlfunktion oder gar einem Brand muss nur ein Raum speziell abgesichert werden. 5 Unbedingt nötig: die Wärmeleiter, die Heizungsrohre bringen die Energie in die gewünschten Zimmer Würde der Radiator fehlen, könnte die Wärme nur durch die Heizungsrohre entweichen. Dies würde zu langsam ablaufen und deshalb der Wasserdruck ansteigen, bis ein Rohr bricht oder ein Sicherheitsventil aufgeht. Um das zu verhindern sind Temperaturfühler eingebaut, die den Heizkessel abschalten, wenn keine Wärme benötigt wird. Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Der Stromkreis besteht mindestens aus… Lösung von: Lukas von Euw ...einem Leiter Hier ein Stromkabel Bringt die Energie von der Quelle zum Verbraucher (Widerstand) ...einem Widerstand (manchmal auch Verbraucher genannt) ...einer Spannungsquelle (Manchmal auch Stromquelle genannt) 6 Hier eine Lampe. Würde der Wiederstand fehlen, käme es zu einem Kurzschluss. Um das zu verhindern, sind elektrische Sicherungen eingebaut, die den Stromfluss sofort trennen. Wenn er einen eingestellten Wert überschreitet. Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Im einfachen Stromkreis ist… Lösung von: Lukas von Euw 2 1 5 3 2 1 4 4 3 5 7 Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Bei Gleichstrom fliessen die Elektronen… Lösung von: Fabian Amacher Beim Gleichstrom “drückt“ eine Batterie die Elektronen gleichmässig auf einer Seite in den Stromleiter. Die Elektronen laufen dann im Gänsemarsch durch den Leiter. Bei der Lampe wird es eng, deshalb glüht der Leiter und gibt Licht ab. Danach werden die Elektronen noch zurück in die Batterie geschoben. Kein einziges Elektron geht verloren. 8 Stromkreis in Digitalgeräten Gleichstrom eignet sich bestens zur Übertragung von Information. Alle digitalen Geräte (Radio, Fernseher, PC) verwandeln im Netzteil zuerst den Wechsel- in Gleichstrom. Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Es gibt 2 Definitionen für die Stromrichtung! Lösung von: Philip Zumsteg / Lukas von Euw Nur bei Gleichstrom ist es sinnvoll von der Stromrichtung zu sprechen. Wechselstrom ändert seine Richtung ohnehin 50 mal pro Sekunde. (Bei den SBB 16,66 mal) Technische Stromrichtung Weil die Entdecker vom Strom noch nicht genau wussten, was da fliesst, definierten sie den Stromfluss von + nach – Diese Definition wurde beibehalten und heisst: Technische Stromrichtung 9 e- Elektronenfluss ist ein steter Fluss von Elektronen vom Minuspol (-) der Quelle durch den Stromkreis zum Pluspol (+) der Quelle. Die Autoelektrik basiert auf 12V Gleichstrom. Die meisten Geräte mit logischen Schaltungen (Chips) benötigen Gleichstrom von 5Volt. Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Im Wechselstrom bewegen sich die Elektronen… Lösung von: Daniela Späni Beim Wechselstrom "drückt" ein Generator die Elektronen pro Sekunde 50 mal im Stromleiter hin und her. Die Elektronen vibrieren im Leiter hin und her. Die Elektronen bei der Lampe werden im engen Teil heiss, deshalb glüht der Leiter und gibt Licht ab. Kein einziges Elektron geht verloren. Wechselstrom ist eine Hin- und HerBewegung der Elektronen von 50mal pro Sekunde. Bei den SBB sind es 16,66mal pro Sekunde. Aus der Steckdose kommt Wechselstrom. Je nach Absicherung sind 6, 10 oder 15 Ampère Stromstärke möglich, bei 230 -Volt Der (-) und der (+) Pol werden vom Generator 50mal pro Sekunde gewechselt. Die Elektronen laufen hin und her. 10 Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Aus der Steckdose kommt… Lösung von: Fabian Amacher Aus der Steckdose kommt Wechselstrom. Wechselstrom ist „weniger“ gefährlich... Wechselstrom ist besser geeignet, Energie über weite Distanz zu übertragen. Wechselstrom kann in Transformatoren in andere Spannung verwandelt werden. 11 Je nach Absicherung sind 6, 10 oder 15 Ampère Stromstärke möglich Vorsicht Lebensgefahr Der (-) und der (+) Pol werden vom Generator 50mal pro Sekunde gewechselt. Die Elektronen laufen hin und her. Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Die Stromarten ≈ und = unterscheide ich… (1) Lösung von: 12 Lukas von Euw Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Die Stromarten ≈ und = unterscheide ich… (2) Lösung von: Lukas von Euw Dies ist das Modell eines einfachen Wechselstromkreises 13 Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Den einfachen Stromkreis beherrsche ich… Lösung von: 14 Lukas von Euw Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Parallel- und Seriellschaltung erkenne ich… Lösung von: Andreas Schuler seriell Weniger Strom fliesst Gleiche Lampe je halbe Spannung 15 parallel Mehr Strom fliesst Lampenspannung = Batteriespannung Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Spannung messe ich… Lösung von: Sabrina Schuler Wie messe ich die Spannung? Spannung messen wir parallel zum Stromverbraucher in Volt (V) Das Voltmeter nimmt selber möglichst wenig Strom auf, um die Messung nicht zu verfälschen. 16 Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Strom messe ich… Lösung von: Fabian Amacher Wie messe ich den Strom? Der Strom (Ampère) wird immer seriell im Stromkreis gemessen... Das Ampère verbraucht möglichst keine Spannung, um die Messung nicht zu verfälschen. 17 aufbrechen Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit U und I messen wir… Lösung von: Sabrina Schuler Mit U und I kann ich R berechnen (nach dem Ohmschen Gesetz) Handhabung Strommessgerät Ampèremeter Der Strom [Ampère] wird immer seriell im Stromkreis gemessen.. R=U/I Wenn du U := die Spannung [V] durch I := den Strom [A] teilst erhältst du den Widerstand [Ohm] Das Ampèremeter verbraucht möglichst keine Spannung, um die Messung nicht zu verfälschen. Wie messe ich den Strom? 18 Handhabung Spannungsmessgerät Voltmeter Die Spannung [Volt] wird immer parallel über dem Verbraucher gemessen Das Voltmeter nimmt selber möglichst wenig Strom auf, um die Messung nicht zu verfälschen. Wie messe Ich die Spannung? Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Die Messgeräte kann ich einsetzen… (1) Lösung von: Sabrina Schuler Nein, das Zeichen für die Spannungsquelle zeigt Gleichstrom 19 Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Die Messgeräte kann ich einsetzen… (2) Lösung von: 20 Lukas von Euw Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit R=… Lösung von: U/I Fabian Amacher Wie messe ich R (Widerstand)? I U Die Spannung [Volt] wird immer parallel über dem Verbraucher gemessen Das Voltmeter nimmt selber möglichst wenig Strom auf, um die Messung nicht zu verfälschen. 21 R= U/I Wenn du U := die Spannung [V] durch I := den Strom [A] teilst erhältst du den Widerstand [Ohm] Der Strom [Ampère] wird immer seriell im Stromkreis gemessen Das Ampèremeter verbraucht möglichst keine Spannung, um die Messung nicht zu verfälschen Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Bei der Parallelschaltung… Lösung von: Fabian Amacher Lukas von Euw Mehrere Kassen nebeneinander offen Drei baugleiche Lampen ! Gleiche Spannung wie die Quelle, alle Lampen brennen gleich hell. mehrspurige Autobahn in eine Fahrt-Richtung Parallel, nebeneinander, mehr Strom (pro Verbraucher) bei gleicher Spannung. 22 Gleicher Strom durch jede Lampe, also doppelter Strom im gemeinsamen Teil des Stromkreises. Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Drei parallel geschaltete Widerstände rechnen sich… R1 = 50Ω,, R2 = 100 Ω , R3 = 400Ω Lösung von: Andreas Schuler 50 Ohm R =100 30,8 Ohm Ω 400 Ohm 12V 23 Spannung: 12V Stromstärke: 0,390A Ersatzwiderstand: 30.8 Ohm Parallel, nebeneinander, mehr Strom bei gleicher Spannung (pro Verbraucher) 1 = 1 + 30,8 50 1 + 1 100 400 Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Bei der Serieschaltung… Lösung von: ...bekommen alle Wiederstände gleich viel Strom, jedoch nur einen Teil der Gesamtspannung. ...das heisst: Sollte ein Wiederstand brechen, fliesst kein Strom mehr durch den Stromkreis Stromunterbruch. 24 ...ist es wie bei einer Kette! Bricht die Kette, kann man daran nicht mehr ziehen... Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Drei Widerstände in Serie berechnen sich… R1 = 50Ω , R2 = 100 Ω , R3 = 400Ω Lösung von: Spannung der Batterie: 12,0 V Widerstand 1 = 50Ω Spannung = 1,09 V Stromstärke = 0,0218 A Widerstand 2 = 100 Ω Spannung = 2,18 V Stromstärke = 0,0218 A Widerstand 3 = 400 Ω Spannung = 8,73 V Stromstärke = 0,0218 A R = 550 Ω 25 Formel für den Gesamtwiderstand: R total = R1 + R2 + R3 Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Parallel oder seriell geschaltete Widerstände… Lösung von: 3 2 1 4 1 26 2 3 4 Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit P= Lösung von: P = Leistung Elektrische Leistung erzeugt der Strom in Verbindung mit der angelegten Spannung, also das Produkt aus Strom mal Spannung. Die Einheit ist Watt [W], der Formelbuchstabe ist ein P. Formel: P = U * I Beispiel: 230V * 30A = 6900 W = 6,9 kW Zu Ehren von James Watt, dem Erfinder der Dampfmaschine, wurde die Leistungsangabe nach ihm benannt, deshalb Watt. 27 Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Das Etikett auf jedem Elektrogerät sagt… Lösung von: Andreas Schuler U= R * I U := Spannung [V] P := Leistung [W] I :=Strom [A] R := Wiederstand [Ohm] U= P I= U R= U I R I P= U * I Bohrhammer 620 W 28 230 V 2.7 A 85.32 Ω Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Lebensgefahr besteht wenn… Lösung von: Sabrina Schuler Fliesst der Strom übers Herz ? Akute Lebensgefahr,Herzkammerflimmern Fließt der Strom über das Herz, versucht dieses, den äußeren Impulsen zu folgen. Es entstehen Rhythmusstörungen oder sogar Herzkammerflimmern, was ohne sofortige Hilfe zum Tod führt. Fliesst der Strom durch den Körper? Lebensgefahr, die Muskeln verkrampfen, die Zellflüssigkeit siedet, Zellen platzen, der Körper brennt Fließt nun ein von außen kommender Strom durch den Körper, der größer als die körpereigenen Ströme ist, dann verkrampfen sich die Muskeln, die äußere Stromquelle kann nicht mehr losgelassen werden. Im Zweifelsfall den Stecker herausziehen oder gar die Sicherung abschalten. 29 Als Experte isolierende Schuhe (Handschuhe) tragen und messen vor berühren. Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Lebensgefahr besteht weil… Lösung von: Lukas von Euw ...ein Starkstromschlag dich töten kann ...ein Kurzschluss dich und das Haus in Brand setzen kann. ...schon ein minimaler Strom von 50mA oder eine Spannung von 50V dein Herz lähmen kann und du dann an Herzversagen sterben kannst. 30 ...wenn man einen Starkstromschlag (meist mit Verbrennungen) überlebt hat, dann hat man häufig nach Jahren mit Spätfolgen zu rechnen, oder man wird wahrscheinlich sogar früher sterben! Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Über die Gefahr der Elektrizität weiss ich… Lösung von: 31 Sabrina Schuler Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Repetition Elektrik Inhalt Folien 1 - 16 Lösung von: Fabian Amacher 1. Bei Strom- & Heizkreislauf lassen sich vergleichen … 2. Verschieden sind bei Strom- & Heizkreislauf… 3. Vergleich im Détail 4. Ein elektrischer Leiter … 5. Ich stelle mir Wärme - Strom so vor… 6. Der Stromkreis besteht mindestens aus… 7. Im einfachen Stromkreis ist… 8. Bei Gleichstrom fliessen die Elektronen… 9. Es gibt 2 Definitionen für die Stromrichtung! 10. Im Wechselstrom bewegen sich die Elektronen… 11. Aus der Steckdose kommt… 12. Die Stromarten ≈ und = unterscheide ich… (1) 13. Die Stromarten ≈ und = unterscheide ich… (2) 14. Den einfachen Stromkreis beherrsche ich… 15. Parallel- und Seriellschaltung erkenne ich… 32 16. Spannung messe ich… Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Repetition Elektrik Inhalt Folien 17 - 32 Lösung von: Fabian Amacher 17. Strom messe ich… 18. U und I messen wir… 19. Die Messgeräte kann ich einsetzen… (1) 20. Die Messgeräte kann ich einsetzen… (2) 21. R = … 22. Bei der Parallelschaltung… 23. Drei parallel geschaltete Widerstände rechnen sich… 24. Bei der Serieschaltung… 25. Drei Widerstände in Serie berechnen sich… 26. Parallel oder seriell geschaltete Widerstände… 27. P = 28. Das Etikett auf jedem Elektrogerät sagt… 29. Lebensgefahr besteht wenn… 30. Lebensgefahr besteht weil… 31. Über die Gefahr der Elektrizität weiss ich… 33 32. Repetition Elektrik Inhalt Folien 1 - 16
