Elektrizität

Elektrizität
1. Ziel: Stromkreis erkennen und aufbauen können
A)
a) 1 Lampe pro Gruppe
was braucht es, damit die Lampe brennt
b) Kabel holen (immer wieder dort versorgen, wo man sie geholte hat!!),
Stromquelle (Trafo) Achtung: Nie Versuche mit Strom aus der Steckdose!!
Lampe zum Leuchten bringen
c) Lampenfassung dazu geben
Lampe zum Leuchten bringen
d) Was könnte man machen, damit man leichter ein- und ausschalten könnte?
Schalter holen und richtig einbauen
Schalter innen betrachten (Stromkreis geschlossen)
B)
Erklärung Stromkreis:
- Cornelsen Seite 206 oben lesen
C)
Stromquellen / Stromkreis
- anhand AB Elektrischer Stromkreis S.72 Blatt ausfüllen (Nr.3 als
Demo)
D)
Schaltbilder
- Aufträge von Seite 205 unten Nr. 1 bis 4 lösen und Resultate auf Blatt
festhalten. Danach besprechen.
- Aus Kopie von Seite 288 Symbole ausschneiden und aufkleben
E)
Serie- Parallelschaltung
- Aufträge anhand AB Elektrische Schaltungen durchführen und
auswerten
- AB Schaltungen zeichnen: Versucht die Schaltungen mit den
entsprechenden Symbolen zu zeichnen!  evt. f) Stecken!!
F)
Leiter / Isolatoren
-Schülerversuche: Untersucht verschiedene Materialien (Stäbe) auf
Leitfähigkeit  Wie könnte man dies testen?  2 Isolierstiele in Sockel, 2
Kabel. ein Lämpchen mit Fassung, Stromquelle und verschiedene
Stäbe zum Austesten
- Kontrolle mit Folie Leiter und Isolatoren
- Als Demo: Leitfähigkeit von Flüssigkeit  1. nur reines Wasser in
runden Glasschale, 2. Kochsalz hinzugeben 3. leeres Kochsalz
(Hinweis: 5 bis 6 Volt, nicht mit Kabelspitzen ins Wasser wegen rosten
sondern mit Draht verlängern)
2. Ziel: Wirkungen des elektrischen Stroms im Alltag kennen
A)
Die drei Wirkungen des elektrischen Stromes im Labor erforschen
- Arbeitsblatt Die drei Wirkungen des Stromes:
- V1: Versuch aufstellen, Stromrichtung ändern (beim Trafo ändern),
dann Auswertung mit dem AB  Hinweis: Starkstromleitungen erzeugen
grosses Magnetfeld, was der Gesundheit schaden kann
- V2: Versuch aufstellen, Stromrichtung ändern (beim Trafo ändern),
dann Auswertung mit dem AB  Hinweis: Brände (Sicherungen)
- V3: Demo- Versuch: dann Auswertung
- Cornelsen Seite 212 oben Gefahren des elektrischen Stromes lesen
und besprechen + Seite 235 Kurzschluss und Überlastung / Rolle der
Sicherung
3. Ziel: Am Stromkreis elektrische Grundgesetze erforschen
A)
Begriffe Stromstärke und Spannung
- AB ZuNaPro Seite 11 mit Schüler besprechen
B)
Messen von Spannung und Stromstärke
- AB ZuNaPro Seite 12 V11 durchführen, dann besprechen
V
A
A
1 Lampe / Serie
Wenig Ampère
V
A
2 Lampen / Serie
Sehr wenig Ampère
V
A
2 Lampen / Parallel
Viel Ampère
- AB ZuNaPro Seite 13 von Schülern ausfüllen lassen, gemeinsam besprechen
- AB ZuNaPro Seite 14 von Schülern ausfüllen lassen, gemeinsam
besprechen
C)
Der elektrische Widerstand
- Cornelsen Seite 244 V1 als Demo dann Aufgaben Seite 244 unten
schriftlich lösen lassen  der Widerstand hängt vom Material ab
- Cornelsen Seite 245 V2 (auch verschiedene Längen mit gleichem
Durchmesser!!!) als Demo (wenn neues NL Zimmer dann
Gruppenversuch) durchführen  Schüler machen selbst eine Tabelle
und tragen Messungen ein  Der Widerstand hängt von der Länge und
Dicke ab / dann Aufgaben 1 bis 3 Seite 245 lösen
- Seite 246 unten lesen und als Zusammenfassung abgeben
- evt. Seite 247 Cornelsen bis zu Fragen und Aufgaben zum Text lesen
 bessere Formel U  R  I (Kanton Uri)
- evt. AB Berechnungen von ......... Nr. 4 bis 8 nach Beispielen lösen
lassen
D)
Gleichstrom, Wechselstrom
- Seite 259 Gleichstrom – Wechselstrom lesen und besprechen
Elektrische Schaltungen
1.
2.
a) Schaltungen 1 und 2 hast du schon einmal
gesteckt. Vergleiche nun die Leuchtkraft der
einzelnen Lampe (n), wenn nur eine bzw.
wenn zwei wie in Abbildung 3 angehängt
sind!
............................................................................
....................................................................
3.
b)
Was passiert bei Nr. 3, wenn du bei einer Lampe (im Moment, wo beide
Lampen brennen) den Stecker ausziehst oder den Schalter ein- und
ausschaltest? ......................................................................................................
.............................................................................................................................
Eine solche Schaltung wie in Nr. 3 dargestellt ist, nennt man ............................
4.
5.
A
B
a)
Stecke die Schaltung 4 wie in der Schaltskizze abgebildet zusammen! Was
geschieht, wenn du bei Lampe A (B) bei geschlossenem Stromkreis den
Stecker ausziehst? .............................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
b)
Stecke die Schaltung 5 wie in der Schaltskizze abgebildet zusammen! Haben
die Schalter (Ein – Aus) einen Sinn? Begründe!
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
............................................................................................................................
Schaltungen wie in Nr. 4 und 5 nennt man ........................................................
Elektrische Schaltungen
1.
2.
b) Schaltungen 1 und 2 hast du schon einmal
gesteckt. Vergleiche nun die Leuchtkraft der
einzelnen Lampe (n), wenn nur eine bzw.
wenn zwei wie in Abbildung 3 angehängt
sind!
Wenn 2 Lampen geschaltet sind, nimmt die
Leuchtkraft der einzelnen Lampe ab
3.
b)
Was passiert bei Nr. 3, wenn du bei einer Lampe (im Moment, wo beide
Lampen brennen) den Stecker ausziehst oder den Schalter ein- und
ausschaltest? Es löschen beide Lampen ab.
Eine solche Schaltung wie in Nr. 3 dargestellt ist, nennt man Serieschaltung.
4.
5.
A
B
Stecke die Schaltung 4 wie in der Schaltskizze abgebildet zusammen! Was
geschieht, wenn du bei Lampe A (B) bei geschlossenem Stromkreis den
Stecker ausziehst?
Eine Lampe brennt immer weiter.
a)
Stecke die Schaltung 5 wie in der Schaltskizze abgebildet zusammen! Haben
die Schalter (Ein – Aus) einen Sinn? Begründe!
Ja, man kann jede Lampe unabhängig von der andern zum Leuchten
bringen (Wie Beleuchtung in verschiedenen Schulzimmmern!)
Schaltungen wie in Nr. 4 und 5 nennt man Parallelschaltungen.
Schaltungen zeichnen
Zeichne die Schaltskizzen für folgende Stromkreise: (wenn zwei möglich auch zwei zeichnen)
a) Mit einer Stromquelle und
einem
Lämpchen
b) Mit einer Stromquelle, einem
Ein- und Ausschalter und einem
Lämpchen
c) Mit einer Stromquelle und 2
Lämpchen
d) Mit einer Stromquelle, 2
Lämpchen und einem Schalter,
so dass beide Lämpchen
gleichzeitig ein- und
ausgeschaltet werden können
e) Mit einer Stromquelle, zwei
Lämpchen und zwei Schaltern
so, dass jedes Lämpchen
separat ein- und ausgeschaltet
werden kann
f) Mit einer Stromquelle, zwei
Lämpchen und einem
Umschalter, so dass bei jeder
Schalterstellung ein Lämpchen
brennt
Leiter und Isolatoren
Leiter: Das sind Materialien, die den Strom leiten.
Dies sind:
Kupfer, Eisen, Aluminium, Messing, Kohle, Graphit,
Silber, Kochsalzlösung, Zinn, Zink, Blei
Isolator: Das sind Materialien, die den Strom nicht leiten.
Dies sind:
Luft, Haut, Holz, Gummi, Plexiglas, Papier, Glas,
Wasser ( destilliert ), Kochsalzkristalle, Porzellan
Die drei Wirkungen des Stromes
1.Versuch:
Ein Kabel läuft parallel über
eine drehbar aufgestellte
Magnetnadel. Lass einen starken
Strom fliessen. Schalte mehrmals ein
und
aus!
Erste Wirkung des
Stromes:......................................................................................................................
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2. Versuch:
Spanne einen
Konstantandraht ( o.2 mm, Länge
15........ 50 cm ) zwischen zwei
Isolierstiele. Lass einen Strom fliessen
und steigere langsam dessen Stärke!
Beobachtung:...........................................................................................................
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Hänge ein Papier an den Draht und wiederhole Versuch 2!
Beobachtung:...........................................................................................................
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Zweite Wirkung des
Stromes:......................................................................................................................
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3.Versuch:
Löse 7 g Kupfersulfat in 50 ml Wasser, setze 7 ml konz. Schwefelsäure
und Alkohol dazu. Elektrolysiere mit einem geschmirgelten und entfetteten
Geldstück als Kathode ( - ) und Kupfer als Anode ( + ) bei 4.5 Volt (
Taschenlampenbatterie ) im Glas!
Beobachtung:...........................................................................................................
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3. Wirkung des
Stromes:......................................................................................................................
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Berechnungen von Stromstärke,
Spannung und Widerstand
Formel:
Beispiele:
1. Durch eine Glühlampe fliesst bei 220 V ein Strom von 0.1 A. Wie gross ist der
Widerstand der Lampe?
2. Ein Draht hat 3
6 V anlegt?
Widerstand. Wie gross wird die Stromstärke darin, wenn man
3. Es sollen durch einen Draht mit 8
man anlegen?
Widerstand 2.5 A fliessen. Welche Spannung muss
Löse nun selber:
4. Welchen Widerstand hat eine Glühlampe, wenn bei 4.5 V Spannung ein Strom von 0.2 A
fliesst?
5. Darfst Du einen elektrischen Heizkörper von 50
wenn die Leitung für höchstens 6 A berechnet ist?
an 220 V Spannung
6. Auf eine Spule eines Elektromagneten ist aufgedruckt: "10
Spannung darf man höchstens an diese Spule legen?
anschliessen,
; max. 1 A". Welche
7. In einem Stromkreis wird bei einer Spannung von 220 V eine Stromstärke von 4 A
gemessen. Wie gross ist der elektrische Widerstand? Welche Stromstärke ergibt
sich bei
diesem Widerstand, wenn 11 V angelegt werden?
8. Wie ändert sich die Stromstärke in einem Stromkreis, wenn die Spannung
verdoppelt,
verfünffacht, halbiert wird? Wie wenn man den Widerstand verdoppelt, verdreifacht, auf den
dritten Teil bringt?
Der elektrische Widerstand (mögliche Zusammenfassung)
Jeder Leiter hat einen Widerstand, d.h. leitet den Strom gut oder weniger gut. Der
Widerstand hängt ab von:
a) Länge: je länger der Leiter desto grösser der Widerstand (kleinere
Stromstärke)
b) Durchmesser: je grösser der Durchmesser, desto kleiner der Widerstand
(grössere Stromstärke).
c) Material:
100
Im nebenstehenden
Diagramm sieht man die
Unterschiede der
Leitfähigkeit verschiedener
Materialien im Vergleich mit
Silber(100%).
80
60
40
Konstantan
Eisen
Aluminium
Kupfer
0
Silber
20
Der Widerstand wird in Ohm () gemessen.
Abkürzung: R
1V
1 =
1A
Ohm’sches Gesetz: Spannung = Widerstand  Stromstärke
U = R  I (Uri)
Naturlehre Test
Elektrizität T2
1. Gib 4 Stromquellen an! 2P
2. a) Zeichne ein Schaltbild mit folgenden Geräten:
Stromquelle, 2 Lämpchen, 2 Schalter, so dass beide Lämpchen unabhängig
voneinander ein- und ausgeschaltet werden können. 2P
b) Wie heisst diese Schaltung? 1P
3. Gib 6 Isolatoren an! 3P
4. Welches sind die 3 wichtigsten Wirkungen des elektrischen Stromes? Gib
bei jeder Wirkung an, ob sie von der Stromrichtung abhängig ist oder nicht!
3P
5. a) Was ist elektrische Spannung? 1P
b) Die Spannung ________ (Abkürzung) wird mit dem _____________
gemessen , das _____________ zum Verbraucher geschaltet wird. Die
Masseinheit ist das ___________. 2P
6. Wovon ist der Widerstand abhängig? 3P
7. Ergänze folgende Sätze:
a) Je dicker der Leiter, desto ____________ die Stromstärke.
b) Bei Eisen ist der Widerstand ____________ als bei Kupfer.
c) Bei den meisten Leitern benutzt man ____________ als Material.
d) Der Widerstand wird in ____________ gemessen. 2P (je ½ P)
8. Zeichne ein Schaltbild mit einem Lämpchen, einer Stromquelle und einem
Strommessgerät (Ampèremeter)! 1P
Viel Glück!!!!!
Naturlehre Test
Elektrizität T3
9. Gib 4 Stromquellen an! 2P
10. a) Zeichne ein Schaltbild mit folgenden Geräten:
Stromquelle, 2 Lämpchen, 1 Umschalter, so dass jeweils das eine oder
andere Lämpchen abwechslungsweise eingeschalten werden kann. 2P
b) Wie heisst diese Schaltung? 1P
11.
Gib 6 Leiter an! 3P
12. Welches sind die 3 wichtigsten Wirkungen des elektrischen Stromes? Gib
bei jeder Wirkung an, ob sie von der Stromrichtung abhängig ist oder nicht!
3P
13. a) Was ist elektrische Stromstärke? 1P
b) Die Stromstärke ________ (Abkürzung) wird mit dem_____________
gemessen , das mit dem Verbraucher ______________ geschaltet wird. Die
Masseinheit ist das ___________. 2P
14.
Wovon ist der Widerstand abhängig? 3P
15.
e)
f)
g)
h)
Ergänze folgende Sätze:
Je kürzer der Leiter, desto ____________ die Stromstärke.
Bei Kupfer ist der Widerstand ____________ als bei Aluminium.
Bei den meisten Leitern benutzt man ____________ als Material.
Der Widerstand wird in ____________ gemessen. 2P (je ½ P)
16. Zeichne ein Schaltbild mit einem Lämpchen, einer Stromquelle und einem
Spannungsmessgerät (Voltmeter)! 1P
Viel Glück!!!!!