Magnetismus 1

Orientierungsstufe Hergiswil
1
Werkstatt: Magnetismus und
Elektrizität
Fach:
Naturlehre
Schultyp:
Untergymnasium, Sekundar- und Realschule, Orientierungsstufen
mit Niveaukursen
Klasse:
8. Schuljahr
Bearbeitungsdauer: 10 Lektionen (inkl. Prüfungen)
Autor:
Xaver Marty und Ernst Mathis, Hergiswil
Fassung:
Dezember 1998
Schulerfahrung:
1999
Naturlehre\Magnetismus und Elektrizität
2. Orientierungsstufe Hergiswil NW
My/em
Orientierungsstufe Hergiswil
2
Inhaltsverzeichnis
Übersicht
3
Werkstattpass
4
Werkstattposten
Posten 1:
Natürliche Magnete
5
Posten 2:
Künstliche Magnete
6
Posten 3:
Die Pole
7
Posten 4:
Gegenseitiges Verhalten der Pole
8
Posten 5:
Die magnetischen Kraftfelder
9
Posten 6:
Wie funktioniert ein Kompass?
Das Magnetfeld der Erde
10
Repetitionsfragen 1
13
Posten 7:
Elementarmagnete
14
Posten 8:
Magnetische Influenz (Beeinflussung)
15
Posten 9:
Der Elektromagnet
16
Posten 10:
Wie verhält sich das Feld eines elektromagnetischen Leiters?
17
Repetitionsfragen 2
18
Zusatzposten: Elektromagnetismus – Anwendungen
19
Naturlehre\Magnetismus und Elektrizität
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Orientierungsstufe Hergiswil
3
Übersicht
Thema
Magnete haben etwas Faszinierendes. Wahrscheinlich hast du schon als Kleinkind gerne mit
einem Magneten gespielt und dabei festgestellt, dass nur bestimmte Gegenstände angezogen
werden.
Im Alltag begegnen uns Magnete fast täglich. Wir nehmen sie kaum mehr wahr. In allen
Elektromotoren sind Magnete versteckt. Ohne sie würden die Motoren überhaupt nicht
funktionieren.
In einem ersten Teil befassen wir uns vor allem mit den künstlichen Magneten, überprüfen
ihr gegenseitiges Verhalten, zeichnen ihre Kraftlinien mit Bildern und wollen auch den
Kompass kennenlernen.
Im zweiten Teil ist der Elektromagnet unser Hauptthema und in einem Zusatzangebot weisten
wir auf die Anwendung des Elektromagnetismus hin.
Lektionsablauf
Wir haben das Thema „Magnetismus“ in Form einer Werkstatt zusammengestellt. Zuerst
stehen sechs verschiedene Posten zur Verfügung, danach folgen Repetitionsfragen. Erst wenn
diese korrekt beantwortet und vom Lehrer korrigiert sind, können die nächsten Posten in
Angriff genommen werden. Es folgen erneut Repetitionsfragen und am Schluss steht für
Schnellarbeiter ein Zusatzposten zur Verfügung.
Der Ablauf sieht wie folgt aus:
1. Partnergruppen bilden.
2. Die Gruppe wählt einen Posten aus.
(Es können auch mehrere Gruppen am gleichen Posten arbeiten.)
3. Die Wahl der Postenfolge ist frei.
4. Bei jedem Posten befinden sich Arbeitsblätter.
Die Gruppe studiert das Thema, die Ziele und die Arbeitsanweisungen.
Danach folgt die Ausführung der Arbeitsanweisungen.
5. Meistens ist auf den Arbeitsblättern freier Platz. Die Ergebnisse können direkt auf das
Arbeitsblatt geschrieben und gezeichnet werden.
6. Jeder Posten wird sauber und geordnet verlassen.
7. Die Lösungen der Postenaufträge stehen beim Lehrer zur Verfügung.
Die Gruppe überprüft ihre Ergebnisse mit den Lösungen.
8. Auf dem Blatt „Werkstattpass“ und beim Kontrollblatt des Lehrers wird eingetragen,
welche Posten erledigt sind.
9. Nach zwei Doppelstunden soll der erste Teil (inkl. der Repetitionsfragen) der Werkstatt
beendet sein. Die Gruppe soll im Unterricht die Lösungen nur im Entwurf erstellen, die
Feinarbeit folgt zu Hause.
10. Selbstverständlich können die Aufgaben auch mit dem PC erledigt werden.
11. Beendete Arbeitsblätter müssen dem Lehrer zur Korrektur abgegeben werden.
12. Bei Unklarheiten kann die Gruppe beim Lehrer nachfragen.
Und nun an die Arbeit!
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4
Werkstattpass
2
Künstliche Magnete
3
Die Pole
4
Gegenseitiges Verhalten der
Pole
5
Die magnetischen Kraftfelder
6
Wie funktioniert ein Kompass?
Das Magnetfeld der Erde
nicht gern
ausgeführt
Natürliche Magnete
ausgeführt
1
gern ausausgeführt
Auftrag
Datum
Posten
Fülle den Werkstattpass nach Beendigung eines Auftrages aus. Setze das Ausführungsdatum
ein.
Bemerkungen
Repetitionsfragen 1
7
Elementarmagnete
8
Magnetische Influenz
(Beeinflussung)
9
Der Elektromagnet
10
Wie verhält sich das Feld eines
elektromagnetischen Leiters?
Zusatzposten
Repetitionsfragen 2
Elektromagnetismus – Anwendungen
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Posten 1: Natürliche Magnete
Thema:
Gewisse Eisenerze (Gesteinsmaterialien, welche Eisen enthalten) haben die Fähigkeit, Eisenteile anzuziehen. Sie waren schon im Altertum bekannt und stammten hauptsächlich aus der
Umgebung der kleinasiatischen Stadt Magnesia (andere Namen: Magnisa, Manisa). Die Kraft,
welche in den Eisenerzen wohnt, hat deshalb den Namen Magnetismus oder magnetische
Kraft erhalten. Ein Körper, von dem magnetische Kräfte ausgehen, wird als Magnet bezeichnet.
Ziel:
Wir wissen woher der Begriff „Magnet“ kommt.
Arbeitsanweisungen:
1. Ueberziehe im Text „Natürliche Magnete“ die wichtigsten Teile.
2. Suche im Atlas die Stadt Magnesia (Magnisa, Manisa). Erstelle eine einfache Skizze und
gib die geografische Länge und Breite der Stadt an.
Lösungen:
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Posten 2: Künstliche Magnete
Thema:
Die in der Natur gefundenen Magnete sind in der Regel sehr schwach. Um die Wirkung der
magnetischen Kräfte besser untersuchen zu können, benützt man künstliche Magnete.
Ziele:
1. Wir kennen 3 verschiedene Formen von künstlichen Magneten.
2. Wir wissen, welche Stoffe vom Magneten angezogen werden.
Arbeitsanweisungen:
1. Im Buch „Welt der Physik“ S. 102 sind verschiedene Formen von Magneten fotografiert.
Zeichne einen Stabmagnet, U-Magnet und eine Kompassnadel.
Beschrifte.
2. Ueberprüfte, welche der folgenden Gegenstände vom Magneten angezogen werden:
Büroklammer, Spitzer, Nagel, Eisenstück, Schraube, Kupferblech, Zweifrankenstück,
Aluminium- und Nickelbelch, Holzmassstab, Stricknadel, Geodreieck, Kobalt.
Erstelle eine Tabelle mit den Spalten „Vom Magnet angezogen“ und „Vom Magnet nicht
angezogen“.
Lösungen:
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7
Posten 3: Die Pole
Thema:
Wir überprüfen die Anziehungskraft beim Magneten. Ist diese überall gleich gross?
Ziele:
1. Wir wissen wie die magnetische Kraft an einem Stabmagnet verteilt ist.
2. Die Zonen des Magneten sind uns bekannt.
3. Wir kennen Möglichkeiten, die magnetische Kraft abzuschirmen.
Arbeitsanweisungen:
1. An diesem Posten stehen Stabmagnete und Schachteln mit Nägeln zur Verfügung.
Ueberprüfte, wo die magnetische Kraft beim Stabmagneten am grössten ist.
Zeichne.
2. Schreibe die verschiedenen Pole und Zonen am Magneten an.
3. Formuliere zwei Sätze über die Verteilung der magnetischen Kraft am Stabmagneten.
4. Wie lässt sich magnetische Kraft abschirmen?
Halte dazu verschiedene Materialien (Papier, Glas, Holz, Eisen, Nickel) mit einem kleinen
Abstand zwischen den Stabmagneten und die Eisennägel.
Lösungen:
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8
Posten 4: Gegenseitiges Verhalten der Pole
Thema:
Vielleicht ist dir schon Einiges bekannt? Wir wollen das gegenseitige Verhalten der Pole
überprüfen.
Ziele:
Wir wissen wie sich die Pole von Magneten gegenseitig verhalten.
Arbeitsanweisungen:
1. Verschiedene Magnete stehen bei diesem Posten bereit. Prüfe, wie sich die Pole der
Magnete zueinander verhalten.
Erstelle eine einfache Skizze und beschrifte.
2. a) Notiere zwei Gesetze über das Verhalten der Pole auf.
Und so kannst du beginnen: Gleichnamige Pole ...
b) Prüfe die Anziehungskraft von zwei Stabmagneten mit Nägeln, wenn die Magnete mit
gleichen und verschiedenen Polen aufeinander gelegt werden.
Notiere das Ergebnis auf.
Lösungen:
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Posten 5: Die magnetischen Kraftfelder
Thema:
Mit einem Kompass und mit Eisenfeilspänen versuchen wir die magnetischen Kraftfelder
„sichtbar“ zu machen.
Ziele:
1. Wir wissen, wie sich die Kompassnadel in der Nähe eines Stabmagneten bewegt.
2. Wir können die Kraftlinien verschiedener Magnete zeichnen.
Arbeitsanweisungen:
Dieses Blat genügt nicht. Du musst zusätzlich ein karriertes Reinheftblatt verwenden.
Schreibe es an.
1. Lege einen kleinen Stabmagneten auf das Pult. Führe eine Kompassnadel in einiger
Entfernung rund um den Stabmagneten.
Zeichne und beschrifte.
Ergänzungen: Der Stabmagnet übt in seiner Umgebung eine Kraft auf die Kompassnadel
aus. Den Raum um einen Magneten, in welchem dieser Kräfte auf eine Kompassnadel
ausübt, bezeichnet man als sein magnetisches Kraftfeld.
2. Lege einen Stabmagneten flach auf den Tisch und decke in mit einem weissen TZ-Papier
ab. Achte darauf, dass zwischen Magnet und Papier ein kleiner Abstand bleibt. Nun streust
du aus etwa 10 cm Höhe Eisenfeilspäne dünn und möglichst gleichmässig auf das ganze
Papier. Klopfe jetzt vorsichtig mit dem Finger an eine Ecke des Papiers und betrachte die
entstandenen Bilder.
Zeichne die Beobachtungen auf.
3. Zeichne weitere Feldlinienbilder zu folgenden Situationen:
3.1 Zwei Stabmagnete, die sich anziehen und zwei Stabmagnete, die sich abstossen.
3.2 Hufeisenmagnet
Lösungen:
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Posten 6: Wie funktioniert ein Kompass?
Das Magnetfeld der Erde
Thema:
Aus der Geschichte!
Wahrscheinlich haben die Chinesen den Kompass erfunden. In einem Buch aus dem Jahr
1085 ist zu lesen:
„Wenn Zauberer die nördliche Richtung suchen, greifen sie zu einer Nadel, reiben diese an
einem Magnetstein und hängen sie an einem Stück Faden auf. Dann zeigt die Nadel normalerweise nach Norden."
Bald darauf war auch den Arabern der Kompass bekannt. Sie benützten ein magnetisiertes,
eisernes Fischchen als Kompass; sein Kopf zeigte nach Norden, seine Schwanzflosse nach
Süden.
In einer Geschichte aus dem Jahr 1230 steht:
„Der Meister, der Kapitän war, wurde am Wege irre. Sofort brachte er ein hohles Eisen in
Gestallt eines Fisches heraus und warf es in einem Teller mit Wasser. Es wendete sich und
gelangte in Richtung nach Süden in Ruhe. Wie das kommt, weiss Gott, und kein Kluger kommt
hinter das Geheimnis.“
Oder doch?
Ziele:
1. Wir können einen einfachen Kompass herstellen.
2. Wir wissen, dass die Erde ein riesiger Magnet ist und wo sich die magnetischen Pole der
Erde befinden.
Arbeitsanweisung:
1. Nimm einen grossen Nagel, magnetisiere ihn mit einem U-Magneten und hänge den Nagel
an einem Stück Faden auf. Fahre etwa 20 mal gemäss der abgebildeten Art über den Nagel.
Verwende dazu das nötige Stativmaterial.
Zeichne und beschrifte.
Welche Gruppe hat den besten Kompass?
2. Beschrifte auf Blatt 11 und 12.
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Heute weiss man, dass die Erde selbst ein riesenhafter Magnet mit einem Nordpol, einem
Südpol und einem magnetischen Kraftfeld ist. Das heisst: Die Erde übt magnetische Kräfte
aus. Und im Magnetfeld der Erde wird die Kompassnadel entsprechend abgelenkt.
Ganz genau in Nord-Süd-Richtung zeigt die Kompassnadel aber nicht. Wenn nämlich ein
Flugzeug von uns aus genau in die Richtung fliegt, die seine Kompassnadel als „Norden“
anzeigt, kommt es nicht genau im Nordpol an! Es landet auf einer Insel in Kanada, etwa 1670
km vom geografischen Nordpol entfernt. Wir müssen also zwischen den geographischen und
magnetischen Polen der Erde unterscheiden. Das sind ganz verschiedene Dinge, die nichts
miteinander zu tun haben. Die magnetischen Pole liegen nicht genau auf den geografischen,
sondern nur in ihrer Nähe.
Wenn die Spitzen der Kompassnadel zu den
magnetischen Polen der Erde zeigen, weicht
die Richtungsanzeige der Nadel etwas von
der eigentlichen Nord-Süd-Richtung ab. Diese
Abweichung nennt man Deklination. Sie ist,
je nachdem, wo sich der Kompass befindet,
unterschiedlich gross.
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Repetitionsfragen 1
Löse die folgenden Aufgaben auf ein karriertes Reinheftblatt.
1. Wo liegt der magnetische Nord- und Südpol auf der Erde?
Suche im Atlas.
2. Warum wäre ein Kompass, der eigentlich für die Schweiz bestimmt ist, in Norwegen kaum
zu gebrauchen?
3. Eine Nähnadel wird zur Magnetnadel:
Magnetisiere eine Nähnadel. Stich sie durch den Schraubverschluss einer Flasche. Fülle
dann einen Teller mit Wasser und lass Deinen "Kompass" darin schwimmen. (Mit etwas
Spülmittel bleibt er in der Mitte.)
Zeichne und beschrifte diesen Versuch.
4. Viele Bauteile in Elektrogeräten müssen vor magnetischen Einflüssen abgeschirmt werden.
a) Nenne ein paar solche Elektrogeräte.
b) Welches Blech kann zur Abschirmung verwendet werden: Kupfer-, Aluminium-, EisenZink- oder Nickelblech?
c) Der Magnet ist eigentlich ein "gefährliches" Spielzeug. Weisst Du weshalb?
5. Warum darf das Gehäuse eines Kompasses nicht aus Stahl sein?
6. Eine Magnetnadel auf einer Nadelspitze stellt sich so ein wie das folgende Bild zeigt.
Zeichne die Nadel auf das Lösungsblatt und trage die Himmelsrichtungen in Deine Zeichnung ein.
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Posten 7: Elementarmagnete
Thema:
Manchmal ist Eisen magnetisch, manchmal nicht. Wie ist das zu erklären?
Jeder Magnet besteht aus kleinsten, unzähligen Elementarmagneten. Diese sind geordnet und
wirken an ihren beiden Polen.
Jeder ferromagnetisch Körper (Körper, welche Eisenteile enthalten) besteht ebenfalls aus
unzähligen Elementarmagneten. Diese sind aber nicht geordnet und wirken deshalb nicht.
Ferromagnetische Körper lassen sich durch einen geeigneten Magneten magnetisieren und
erhalten so eine magnetische Wirkung.
Ziele:
1. Wir wissen, dass jeder Magnet aus geordneten, kleinsten, unzähligen Elementarmagneten
besteht.
2. Uns ist bekannt, dass sich ferromagnetische Körper magnetisieren lassen.
Arbeitsanweisungen:
1. Nimm einen Eisennagel und magnetisiere diesen mit dem U-Magneten. (Im Posten 6 ist
beschrieben, wie man einen Nagel magnetisieren kann.) Jetzt kannst du mit der Nagelschachtel prüfen, ob der Eisennagel tatsächlich magnetisch geworden ist.
Zeichne das Magnetisieren und die magnetische Wirkung mit Nägeln.
Bestimme die Pole des Nagels mit dem U-Magneten.
2. Nun wird der Nagel mit der Zange geteilt. Eigentlich müssten jetzt die beiden Teilstücke
nur einpolig sein. Ueberprüfe dies mit dem U-Magneten oder Kompass.
Notiere einen Ergebnissatz.
3. Zeichne den Sachverhalt mit den Elementarmagnetchen, im ungeordneten und geordneten
Zustand. Schreibe an.
Lösungen:
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Posten 8: Magnetische Influenz (Beeinflussung)
Thema:
Wir wissen, wie Eisennägel zu magnetisieren sind. Ist es möglich, dass wir die magnetische
Kraft wieder wegzaubern können? Wir probieren es.
Ziele:
1. Wir können eisenhaltige Stoffe magnetisieren und wieder entmagnetisieren.
2. Wir wissen, was magnetische Influenz ist.
Arbeitsanweisungen:
1. a) Magnetisiere eine Rasierklinge. Achtung, die Rasierklinge ist sehr scharf und schneidet
rücksichtslos.
Ueberprüfe die magnetische Kraft der Rasierklinge mit der Nagelschachtel.
b) Glühe die Rasierklinge über dem Bunsenbrenner aus.
Ueberprüfe die magnetische Kraft der Rasierklinge mit der Nagelschachtel.
Notiere einen Ergebnissatz.
2. a) Magnetisiere die Rasierklinge nochmals.
b) Klopfe sie auf einer harten Unterlage aus und überprüfe ihre magnetsiche Kraft erneut.
Ergebnissatz.
3. Montiere mit Stativmaterial einen Stabmagneten und einen Eisennagel so untereinander,
dass sich beide nicht berühren. (siehe Skizze). Versuche nun, an den Eisennagel kleine
Nägel zu hängen.
Was passiert, wenn du den Stabmagneten entfernst?
Zeichnung, Ergebnissatz.
Für die Lösung brauchst du ein Reinheftblatt.
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Posten 9: Der Elektromagnet
Thema:
Die Elektromotoren bestehen aus Elektromagneten. Wir bauen einen einfachen
Elektromagneten auf.
Bei diesem Posten muss dir der Lehrer vorgängig die Bedienung des Trafos erklären.
Ziele:
1. Wir wissen, was ein Elektromagnet ist.
2. Den Elektromagneten können wir verstärken.
3. Uns ist die Rechte-Hand-Regel bekannt. (Der Lehrer erklärt dir diese Regel.)
Arbeitsanweisungen:
Geräte: Trafo, Spulen mit 200 und 400 Windungen, 2 schwarze Kabel, Schachtel mit
Eisenkern, Eisenschluss, Eisennägel.
1. a) Verbinde die Spule (200 W) mit der Gleichstromquelle am Trafo und setze 2 Volt
Spannung an. Am Trafo kannst du die Spannung ablesen. Prüfe jetzt die magnetische
Kraft mit den Eisennägeln.
b) Vergrössere die Spannung auf 3Volt.
Zeichne die Spule und das magnetisch Kraftfeld. Beschriftung.
2. Die Spule (200 W) wird mit einer andern Spule (400 W) ersetzt.
Setze nur für eine kurze Zeit die Spannung von 5 Volt, anschliessend von 10 Volt an.
Ueberprüfe die magnetische Kraft. Zeichne.
3. a) Nimm wieder die Spule mit 200 W, verstärke sie mit einem Eisenkern.
Setze 2 Volt und nachher 3 Volt an.
Ueberprüfe die magnetische Kraft.
b) Verwende die Spule mit 400 W und wähle verschiedene Spannungen.
Bitte nicht über 10 Volt aufdrehen!
Zeichne die Spule und das magnetische Kraftfeld. Beschriftung.
4. Baue den Versuch gemäss der folgenden Skizze auf.
Verwende die Spulen mit 200 W und setze 2 Volt Spannung an. Versuche das Eisenstück
vom U-förmigen Eisenkern wegzunehmen.
Schalte den Strom aus. Halte am Eisenstück fest (etwa 5 cm von der Unterlage entfernt).
Du wirst überrascht sein! Notiere alle Ergebnisse aus den vorangehenden Versuchen.
Für die Lösung musst du ein Reinheftblatt verwenden.
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Posten 10:
17
Wie verhält sich das Feld eines stromdurchflossenen Leiters?
Thema:
Mit dem Kompass zeigen wir, dass Stromkabel magnetische Kräfte aussenden. Nichtisolierte
Leitungsdrähte bauen ein Magnetfeld auf.
Ziele:
1. Wir wissen, dass ein stromdurchflossener Leiter von magnetischen Kraftlinien kreisförmig
umschlossen wird.
2. Uns ist bekannt, dass sich gleichgerichtete Ströme anziehen und ungleichgerichtete abstossen.
3. Die Richtung der magnetischen Kraft kann mit der rechten Hand gezeigt werden.
Arbeitsanweisungen:
Geräte: Trafo, Isolatoren, Stromkabel, Kompass, Kupferdrähte, Stativmaterial
1. a) Spanne ein Elektrokabel über einen Kompass und schliesse es an zwei Isolatoren an.
Baue von den Isolatoren einen Gleichstromkreis auf.
Setze nur ganz kurz eine sehr kleine Spannung an (Kurzschluss) und beobachte die
Kompassnadel.
b) Stelle den Kompass über das Elektrokabel und setze wiederum ganz kurz eine sehr
kleine Spannung an. Was stellst du fest?
c) Pole am Trafo um.
Zeichne den Versuch und beschrifte.
Formuliere die Beobachtungen.
Und so kannst du beginnen: Die Kompassnadel wird unter ...
2. Ein Demo-Versuch!
Am Trafo wird ganz kurz, aber fast volle Spannung mit Gleichstrom gegeben.
Die Spannung darf nur kurz angesetzt werden, sonst brennen die Kupferdrähte durch.
Zeichne die Bewegungen der Kupferdrähte in die vorgegebene Abbildung.
Formuliere die Beobachtungen.
3. Die Richtung der magnetische Kraft kann mit der rechten Hand gezeigt werden!
Wenn der Leiter mit der rechten Hand so umfasst wird, dass der Daumen die StromRichtung angibt, so zeigen die Finger in Richtung der magnetischen Kraft!
Probier diese Regel aus und weise sie mit der Kompassnadel nach.
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Repetitionsfragen 2
Löse die folgenden Aufgaben auf ein karriertes Reinheftblatt.
1. Welche Vorteile und Nachteile haben Elektromagnete gegenüber Dauermagneten?
2. Wie kannst Du die magnetische Kraft einer stromdurchflossenen Spule verstärken?
Nenne zwei verschiedene Möglichkeiten.
3. Drei gleiche Spulen sind in einem Stromkreis hintereinandergeschaltet. Im Hohlraum der
ersten Spule steckt ein Kern aus Kupfer, bei der zweiten ist es ein Aluminiumkern und
bei der dritten ein Eisenkern.
Welche Spule hat die stärkste magnetische Wirkung? Begründe Deine Antwort.
4. Durch eine Spule mit 200 Windungen und 400 Windungen fliessen gleich grosse Ströme.
Welche Spule übt die grössere Magnetkraft aus?
Führe diesen Versuch mit der Gruppe aus. Erkläre!
5. Wie kann man die magnetischen Pole einer stromdurchflossenen Spule feststellen?
6. Lege in eine Spule mit 200 Windungen einen Eisennagel. Schalte den Trafo auf 2,5 Volt
und anschliessend für kurze Zeit auf 5 Volt ein.
Was passiert? Beschreibe.
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19
Zusatzposten: Elektromagnetismus - Anwendungen
Thema:
Der Elektromatnetismus wurde bis vor kurzem vielfältig angewendet: Elektrische Klingel,
Gong, Telefongeläut, Relais ... Heute wird fast alles elektronisch gesteuert. Trotzdem, wir
versuchen mit Hilfe des Elektromagnetismus den Strom zu überlisten!
Ziele:
1. Wir wissen, wie die elektromagnetische Klingel funktioniert.
2. Wir kennen das Relais – ein elektrotechnisches Gerät (Schaltgerät) in seiner Funktion.
1. Die elektrische Klingel
Arbeitsanweisung:
1. Baue die „elektrische Klingel“ gemäss Abbildung im Buch „Welt der Physik“ S. 107
(Bild 107.4) auf.
2. Erstelle eine Zeichnung und versuche die Funktionsweise zu erklären.
3. Die folgende Zeichnung zeigt dir einen Profi-Schaltplan der elektrischen Klingel.
a) Beschrifte den Schaltplan.
b) Ziehe die elektrischen Leitungen mit einer roten Farbe nach.
c) Wenn der Klingelknopf gedrückt wird, bewegt sich der Klöppel rasch hin und her.
Bei jeder Hin- und Her-Bewegung wird die Glocke einmal angeschlagen. Wie
kommt es aber zu dieser Bewegung?
Erkläre mit einem Text.
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2. Das Relais
Aus der Geschichte:
Früher war das Wort „Relais“ allgemein bekannt, denn in sogenannten Relaisstationen
nahmen die Postkutschen ihre Pferdewechsel vor. Das Relais im heutigen Sinne erfand
man aber erst, als die Postkutsche als Reisefahrzeug längst durch die Eisenbahn ersetzt
war.
Und das kam so:
Wenn damals von einem Bahnhof ein Zug abfuhr, wurde er auf dem nächsten Bahnhof mit
einem Klingelzeichen angekündigt. Das machte man folgendermassen:
Man verband einfach eine Batterie auf dem ersten Bahnhof mit einer Klingel auf dem
zweiten. Da aber die Leitungen von einem Bahnhof zum anderen (und auch wieder zurück)
viele Kilometer lang waren, reichte die Batterie manchmal nicht aus, um die Klingel auf
dem andern Bahnhof in Gang zu setzen.
Eine Lösung diese Problems fand der Engländer Charles Wheatstone. Er hatte folgende
Idee: Der ankommende schwache Strom müsste dazu genützt werden, eine andere Batterie
in Gang zu setzen – und diese müsste dann in der Lage sein, die Klingel zu betätigen.
Diese Schaltvorrichtung wurde schliesslich als Relais bezeichnet.
Arbeitsanweisungen:
1. Schreibe die Teile in der folgenden Zeichnung an.
2. Ziehe die elektrischen Leitungen mit der roten Farbe nach.
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