Aufgaben: Einfache elektrische Stromkreise

Ordne jedem Bauteil eines Stromkreises seine Aufgabe zu. Bauteile: Spannungsquelle, Leitung, Verbraucher und Schalter. Aufgaben: treibt die Ladungen an, führt den Strom von einem Punkt zum anderen, nutzt die elektrische Energie und öffnet oder schließt den Weg des Stroms.

Erkläre mit eigenen Worten den Unterschied zwischen einem offenen und einem geschlossenen Stromkreis. Betrachte die beiden Schaltungen in der Abbildung:

In welcher der beiden Schaltungen leuchtet die Glühlampe? Warum?

Welche Aufgabe hat ein Schalter in einem Stromkreis? Stelle einen Zusammenhang zum offenen und geschlossenen Stromkreis her: In welchem Zustand befindet sich der Stromkreis bei jeder Schalterstellung?

In Schaltplänen werden die Bauteile des Stromkreises mit genormten Symbolen gezeichnet, die auf der ganzen Welt gleich sind: Die Batterie besteht aus zwei parallelen Strichen, einem langen, dünnen und einem kurzen, dicken; die Glühlampe ist ein Kreis mit einem Kreuz darin; der Schalter ist ein angehobener Strich. Das sind die drei Symbole:

Zeichne in dein Heft den Schaltplan eines Stromkreises mit einer Batterie, einem Schalter und einer Glühlampe.

Du kannst es auf Papier machen und ein Foto mit deiner Antwort schicken.

Was ist ein elektrischer Verbraucher? Nenne drei Beispiele für Verbraucher bei dir zu Hause und gib an, in welche Energieform die elektrische Energie jeweils umgewandelt wird (zum Beispiel wandelt die Glühlampe sie in Licht um).

Du möchtest einen Stromkreis aufbauen, um eine Glühlampe mit einer Batterie zum Leuchten zu bringen. Erstelle eine Liste aller Materialien, die du brauchst, und erkläre, wozu jedes dient.

In einer Taschenlampe befinden sich eine Batterie, eine Glühlampe, ein Schalter und eine Metallfeder, die alles verbindet, wie im Schaltplan der Abbildung.

1. a) Welches Bauteil treibt die Ladungen an?
2. b) Welches Bauteil nutzt die Energie?
3. c) Was bewirkt der Schalter beim Einschalten der Taschenlampe?

Gib an, ob jedes Element dieser Liste eine Spannungsquelle oder ein Verbraucher ist: die Batterie einer Fernbedienung, der Motor eines Ventilators, der Akku eines Rollers, der Summer einer Türklingel und eine Glühlampe.

Zwei Glühlampen sind hintereinander, in Reihe, an dieselbe Batterie angeschlossen, wie in der Abbildung.

1. a) Wenn eine der Glühlampen durchbrennt, was passiert dann mit der anderen?
2. b) Erkläre es, indem du den Weg betrachtest, den der Strom nimmt.

Jetzt sind die beiden Glühlampen parallel geschaltet: Jede hat ihren eigenen Weg für den Strom von der Batterie, wie in der Abbildung.

1. a) Wenn eine durchbrennt, leuchtet die andere weiter?
2. b) Wie sind die Lampen bei dir zu Hause deiner Meinung nach geschaltet, in Reihe oder parallel? Begründe deine Antwort.

In einem Stromkreis mit nur einem Weg befinden sich eine Batterie, ein Schalter und eine Glühlampe. Wenn wir die Reihenfolge ändern und zuerst die Glühlampe und dann den Schalter anordnen, funktioniert er dann genauso? Erkläre, warum die Reihenfolge der Bauteile keine Rolle spielt, wenn es nur einen einzigen Weg gibt.

Lea baut ihren Stromkreis mit einer Batterie, Kabeln und einer Glühlampe auf, aber die Lampe leuchtet nicht. Nenne drei mögliche Ursachen für den Fehler und erkläre, wie sie jede überprüfen würde, um das Problem zu finden.

Mit einer Batterie von $1,5\ \text{V}$ leuchtet die Glühlampe der Schaltung nur schwach. Die Abbildung zeigt die Schaltung mit zwei hintereinander angeordneten Batterien:

1. a) Welche Spannung liefern zwei hintereinander angeordnete Batterien von $1,5\ \text{V}$?
2. b) Was passiert mit der Helligkeit der Glühlampe, wenn man auf die zwei Batterien wechselt?

In einem Flur sind zwei Glühlampen in Reihe geschaltet. Wo muss der Schalter angebracht werden, um beide gleichzeitig auszuschalten: neben der ersten, neben der zweiten oder ist es egal, an welcher Stelle des Weges? Begründe deine Antwort.

Zeichne in dein Heft mit genormten Symbolen einen Stromkreis mit einer Batterie, einem Schalter, einer Glühlampe und einer Klingel, alle auf demselben Weg. Wenn der Schalter geöffnet bleibt, welche Bauteile funktionieren? Erkläre.

Du kannst es auf Papier machen und ein Foto mit deiner Antwort schicken.

Zwei Glühlampen sind parallel geschaltet und wir wollen beide mit nur einem Schalter gleichzeitig ausschalten. Wo würdest du ihn anbringen: in einem der Zweige oder im gemeinsamen Weg, bevor sich der Stromkreis verzweigt? Zeichne den Schaltplan in dein Heft und begründe deine Antwort.

Du kannst es auf Papier machen und ein Foto mit deiner Antwort schicken.

Mit derselben Batterie bauen wir zwei Stromkreise auf: einen mit zwei Glühlampen in Reihe und einen mit zwei Glühlampen parallel.

1. a) In welchem der beiden leuchten die Glühlampen heller? Begründe deine Antwort, indem du überlegst, wie schwer der Weg für den Strom ist.
2. b) Was passiert in jedem Stromkreis, wenn eine Glühlampe durchbrennt?
3. c) Welche der beiden Schaltungen würdest du für die Beleuchtung eines Hauses wählen? Warum?

Eine Weihnachtslichterkette hat zwanzig Glühlampen, die in Reihe geschaltet sind.

1. a) Warum gehen alle aus, wenn nur eine durchbrennt?
2. b) Wie müssten sie geschaltet sein, damit das nicht passiert?
3. c) Schlage ein praktisches Verfahren vor, um die durchgebrannte Glühlampe unter den zwanzig zu finden.

Du möchtest in deinem Zimmer zwei Glühlampen aufbauen, die sich mit nur einer Batterie getrennt ein- und ausschalten lassen.

1. a) Wie würdest du sie schalten, in Reihe oder parallel? Warum?
2. b) Wie viele Schalter brauchst du und an welcher Stelle des Stromkreises?
3. c) Zeichne den Schaltplan in dein Heft.

Du kannst es auf Papier machen und ein Foto mit deiner Antwort schicken.

Wir schalten Glühlampen in Reihe an dieselbe Batterie: zuerst eine, dann zwei und dann drei.

1. a) Was passiert mit der Helligkeit jeder Glühlampe, wenn man weitere hinzufügt?
2. b) Erkläre die Ursache, indem du überlegst, welche Schwierigkeit der Strom beim Durchfließen hat.
3. c) Sage voraus, was mit der Helligkeit passieren würde, wenn wir sie statt in Reihe parallel hinzufügten.

Verbindet man die beiden Pole einer Batterie direkt mit einem Kabel, ohne einen Verbraucher, wie in der Abbildung, entsteht ein Kurzschluss: Batterie und Kabel werden sehr heiß und die Batterie wird zerstört.

1. a) Erkläre, was mit dem Strom passiert, wenn er nichts findet, was die Energie nutzt.
2. b) Warum kann ein Kurzschluss in der Hausinstallation gefährlich sein?

Die Türklingel zu Hause ertönt nur, solange der Knopf am Eingang gedrückt gehalten wird.

1. a) Was für ein Schaltelement ist dieser Knopf und was bewirkt er beim Drücken und beim Loslassen im Stromkreis?
2. b) Beschreibe den gesamten Stromkreis der Klingel, wenn ein Besucher drückt und wenn er loslässt.
3. c) Sind Knopf und Klingel in Reihe oder parallel geschaltet? Begründe deine Antwort.

Hugo baut seinen Stromkreis so auf: Von einem Pol der Batterie führt ein Kabel zur Glühlampe, und von der Glühlampe führt ein anderes Kabel zurück zum selben Pol der Batterie, wie in der Abbildung.

1. a) Wird die Glühlampe leuchten?
2. b) Welchen Fehler hat er gemacht?
3. c) Erkläre, wie der Stromkreis aussehen muss, damit der Strom den ganzen Weg zurücklegen kann.

Das Licht im Inneren des Kühlschranks geht an, wenn man die Tür öffnet, und aus, wenn man sie schließt.

1. a) Welches Bauteil des Stromkreises betätigt die Tür, ohne dass wir es merken?
2. b) Erkläre, was beim Öffnen und beim Schließen mit den Stromkreisen des Lichts passiert.
3. c) Warum ist es im Hinblick auf den Stromverbrauch des Haushalts wichtig, dass sich das Licht von selbst ausschaltet?