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| [[/Aufgaben für Einsteiger|leichte Aufgaben für Einsteiger]]
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| [[/Aufgaben für Profis|schwere Aufgaben für Profis]]
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| {{Kurzinfo|Idee|Arbeitsblatt|Spezialbox={{Kurzinfo Material|1=[[Schülerbox Elektrik 1 STS-Horn|Schülerbox]], [[:Datei:DynaMot.png|DynaMot]], 12V Transformator}}}} | |
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| Dieser Artikel beruht auf Unterrichtsmaterial von Frau H. Urban-Woldron das unter [http://www.didaktik.physik.uni-muenchen.de/archiv/inhalt_materialien/einf_elektrizitaet/index.html http://www.didaktik.physik.uni-muenchen.de] abrufbar ist. <br />Vielen Dank für die Erlaubnis!
| | __NOTOC__ |
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| Die hier dargestellten Experimente können mit der [[Schülerbox Elektrik 1 STS-Horn]] durchgeführt werden. Zusätzlich wird ein Gleichstromtransformator und ein [[:Datei:DynaMot.png|DynaMot]] benötigt.
| | {{Box|EXPERIMENT - Bestimmung der Dichte eines Feststoffes|2= |
| | Bei diesem Experiment sollst du die Dichte von verschiedenen Flüssigkeiten bestimmen. |
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| {{Seitenumbruch}}
| | Du wirst mit Waage und Messzylinder arbeiten, um die notwendigen Werte zu bestimmen, mit denen du dann die Dichte bestimmen kannst. |
| {{Arbeitsblattkopf-blau
| |
| |Titel=Die magnetische Wirkung des elektrischen Stroms
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| |Datum=1
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| }}
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| Physiker sagen: In einem Stromkreis ist eine magnetische Wirkung immer vorhanden, wenn ein elektrischer Strom fließt.
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| {{Versuche-blau
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| |1=1
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| |2=[[Datei:Magnetfeld_Stromkabel_Motor.jpg|thumb|rechts]]
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| * Baue einen Stromkreis mit einem Dynamo und einem Elektromotor!
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| * Halte '''eines''' der Kabel parallel zur Kompassnadel unter den Kompass und warte bis die Nadel still steht!
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| * Betätige nun '''vorsichtig''' die Kurbel an '''einem''' Dynamo. Was passiert bei anderer Geschwindigkeiten, einer anderen Dreh-Richtung oder wenn Du die Kurbel am Motor festhältst?
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| * Was kannst Du aus Deinen Beobachtungen schließen? Und woran hast Du das erkannt?
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| }}
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| {{Versuche-blau
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| |1=2
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| |2=[[Datei:Magnetfeld_Stromkabel.jpg|thumb|right]]
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| * Baue einen Stromkreis mit einer Lampe sowie einem Transformator und stelle die Spannung auf 12V ein!
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| * Schalte den Strom ein und beobachte dabei die Helligkeit der Lampe!
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| * Halte '''eines''' der Kabel parallel zur Kompassnadel unter den Kompass und warte bis die Nadel still steht!
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| * Tausche die Glühlampe aus und wiederhole den vorherigen Schritt!
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| * Kannst Du die Aussage der Physiker bestätigen?
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| * Woran hast Du das erkannt?
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| * Spekuliere, was passieren wird, wenn Du den Transformator umpolst, also die Anschlüsse + und - vertauschst!<br />Überprüfe Deine Vermutung!
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| }}
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| {{Seitenumbruch-cc-by-sa}}
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| {{Arbeitsblattkopf-blau
| |
| |Titel=Die elektrische Stromstärke
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| |Datum=1
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| }}
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| Wir sagen, dass die elektrische Stromstärke <math>I</math> umso größer ist, je weiter eine Magnetnadel ausgelenkt wird oder je heller eine Lampe leuchtet. Wir sagen auch, dass die elektrische Stromstärke um so kleiner ist, je weniger die Magnetnadel ausgelenkt wird oder je dunkler eine Lampe leuchtet.
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| Offensichtlich leuchteten im Versuch 1 beide Lampen unterschiedlich hell, obwohl am Transformator nichts geändert wurde. Wir können daher sagen, dass sich die Stromstärke <math>I</math> je nach eingesetzter Lampe verändert. Die Lampe muss also eine Eigenschaft besitzen, die die Stromstärke beeinflusst. Physiker nennen diese Eigenschaft den '''"elektrischen Widerstand"''' der Lampe. Nicht nur Lampen sondern alle elektrischen Geräte besitzen einen elektrischen Widerstand.
| | [[File:Ethanol Flasche.jpg|100px]][[File:Sunflower oil.jpg|60px]] |
| {{Merkbox-blau
| |
| |1= Die Stromstärke & der Widerstand | |
| |2=Beim Anschluss am selben Transformator (an die selbe Spannungsversorgung)
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| * hat ein elektrisches Gerät einen hohen Widerstand, wenn sich eine geringe Stromstärke einstellt.
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| * hat ein elektrisches Gerät einen geringen Widerstand, wenn sich eine hohe Stromstärke einstellt.
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| }}
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| {{Aufgaben-blau
| | Zur Auswahl hast du Spiritus und Sonnenblumenöl. |
| |1=1
| | |3=Experimentieren}} |
| |2=Beschreibe in Deinen eigenen Worten den Begriff ''''"elektrischer Widerstand"''''!
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| }}
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| {{Seitenumbruch-cc-by-sa}}
| |
| {{Arbeitsblattkopf-blau
| |
| |Titel=Die elektrische Stromstärke
| |
| |Datum=1
| |
| }}
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| {{Aufgaben-blau
| |
| |1=2
| |
| |2=Ergänze die folgenden Aussagen, übertrage die richtige Aussage in Deine Mappe und streiche die falschen Aussagen!
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| <table>
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| <tr><td colspan="2">''Eine hell leuchtende Lampe deutet auf''</td></tr>
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| <tr><td>
| |
| * ''eine kleinere Stromstärke''
| |
| * ''die gleiche Stromstärke''
| |
| * ''eine größere Stromstärke''
| |
| </td>
| |
| <td>
| |
| * ''und einen größeren Widerstand''
| |
| * ''und einen kleineren Widerstand''
| |
| * ''und den gleichen Widerstand''
| |
| </td></tr>
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| <tr><td colspan="2">''hin als bei einer schwächer leuchtenden Lampe.''</td></tr>
| |
| </table>
| |
| }}
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| {{Versuche-blau
| |
| |1=3 | |
| |2=[[Datei:DynaMot.png|thumb|right|120px|Abbildung 3]]
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| Montiere den DynaMot wie in der Abbildung 3 gezeigt an der Tischplatte.
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| * Drehe an der Kurbel und beobachte, mit welchem Kraftaufwand Du kurbelst!
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| * Schließe jetzt eine Lampe anden DynaMot an und beobachte, mit welchem Kraftaufwand Du nun kurbelst!
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| * Erkläre, wie diese Veränderung zustande kommt!
| |
| }}
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| {{Seitenumbruch-cc-by-sa}}
| |
| {{Arbeitsblattkopf-blau
| |
| |Titel=Die elektrische Stromstärke messen
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| |Datum=1
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| }}[[Datei:Multimeter M-330D.jpg|thumb|left|150px|Ein in Reihe geschaltetes Vielfachmessgerät kann als Strommessgerät eingesetzt werden]] [[File:Ammeter.png|thumb|right|125px|Schaltzeichen eines Strommessgerätes]]
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| Mit einem Vielfach­messgerät lässt sich u.a. die Strom­stärke messen. Um die Strom­stärke zu messen wird das Vielfach­messgerät wie ein Elektro­gerät in Reihe geschaltet, so dass der elektrische Strom durch das Mess­gerät fließt.
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| Um verschiedene Stromstärken zu messen oder vergleichen zu können, hat man für die Stromstärke eine eigene physikalische Größe eingeführt. Wie praktisch alle physikalische Größen besteht die Stromstärke auch aus einem Zahlenwert und einer Einheit.
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| Die Einheit der Stromstärke <math>I</math> ist das Ampère (Abkürzung: <math>1A</math>).
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| ==Messen der Stromstärke==
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| Um die Stromstärke zu messen, wähle zunächst die größte Einstellung im Bereich <math>A</math>. Beim abgebildeten Vielfach­messgerät ist das der Bereich bis <math>200m</math> wobei das <math>m</math> hier die vom Millimeter bekannte Vorsilbe Milli- (Tausendstel) ist. Bei dieser Einstellung reicht der Messbereich also bis maximal <math>200mA</math> (sprich: 200 Milli-Ampère.) <br />
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| Wenn Du feststellst, dass der Messwert kleiner als <math>20mA</math> ist - UND NUR DANN - kannst Du den Drehschalter auf <math>20mA</math> herunter drehen um genauere Werte abzulesen.
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| {{Versuche-blau
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| |1=4
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| |2=Schalte eine Lampe an einen Transformator und miss die Stromstärke.
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| * Ersetze die Lampe durch eine andere Glühlampe und wiederhole Deine Messung!
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| Verwende nun an Stelle des Transformators einen DynaMot und drehe an der Kurbel!
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| * Beobachte sowohl die Stromstärke als auch die Helligkeit der Lampe!
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| }}{{Seitenumbruch-cc-by-sa}}
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| {{Arbeitsblattkopf-blau
| |
| |Titel=Die elektrische Stromstärke messen
| |
| |Datum=1
| |
| }}
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| {{Versuche-blau
| |
| |1=5
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| |2=#<table style="float:right;"><tr><td>[[File:Stromstärke_messen_einfach.jpg|thumb|right|200px]]</td><td>[[File:Schaltplan_Stromstärke_messen_einfach.png|thumb|right|250px]]</td></tr></table><br clear="all" />Stelle die Spannung am Transformator auf 12 V, schalte eine Lampe an den Transformator und miss die Stromstärke wie in der Abbildung gezeigt! Achte auf die Helligkeit der Lampe und notiere die angezeigte Stromstärke <math>I_1</math> in Deinem Protokoll!
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| #<table style="float:right;"><tr><td>[[File:Stromstärke_messen_Reihenschaltung.jpg|thumb|right|200px]]</td><td>[[File:Schaltplan_blanko.png|thumb|right|250px]]</td></tr></table><br clear="all" />Schalte nun eine weitere (identische) Lampe in den Stromkreis ein, wie in der Abbildung gezeigt und zeichne den zugehörigen Schaltplan! Achte auf die Helligkeit der Lampen und notiere die angezeigte Stromstärke <math>I_2</math> in Deinem Protokoll! Drehe eine Lampe aus der Fassung und notiere Deine Beobachtung!
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| #<table style="float:right;"><tr><td>[[File:Stromstärke_messen_Parallelschaltung.jpg|thumb|right|200px]]</td><td>[[File:Schaltplan_blanko.png|thumb|right|250px]]</td></tr></table><br clear="all" />Schalte nun eine weitere (identische) Lampe in den Stromkreis ein, wie in der Abbildung gezeigt und zeichne den zugehörigen Schaltplan! Achte auf die Helligkeit der Lampen und notiere die angezeigte Stromstärke <math>I_3</math> in Deinem Protokoll! Drehe eine Lampe aus der Fassung und notiere Deine Beobachtung!
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| }}
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| {{Seitenumbruch-cc-by-sa}}
| |
| {{Arbeitsblattkopf-blau
| |
| |Titel=Die elektrische Stromstärke in Reihen- und Parallelschaltung
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| |Datum=1
| |
| }}
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| {{Merkbox-blau | | {{Box|DEFINITION - Dichte|2= |
| |1= Die Reihenschaltung | | Die DICHTE ''(oder auch spezifisches Gewicht)'' ist eine Stoffeigenschaft, die für viele reine Stoffe genau bestimmt werden kann. Sie gibt an, wieviel ein Stoff im Vergleich zu seinem Volumen wiegt. |
| |2=Eine Schaltung, deren Elektrogeräte so zusammengeschlossen sind, dass genau ein Anschluss eines Elektrogerätes mit genau einem Anschluss eines anderen Elektrogerätes verbunden ist, nennt man '''"Reihenschaltung"'''.
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| }}
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| {{Merkbox-blau
| | Man bestimmt die Dichte, indem man eine Stoffportion wiegt und dessen Volumen bestimmt. Dann kann man die Dichte folgendermaßen berechnen: |
| |1= Die Parallelschaltung
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| |2=
| |
| }}
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| {{Merkbox-blau | | <math>Dichte = \frac{Masse}{Volumen}</math> oder mit Symbolen <math>\rho = \frac{m}{V}</math> . |
| |1= Die Knotenregel
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| |2=
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| }} | |
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| {{Seitenumbruch-cc-by-sa}} | | <u>Einheit der Dichte:</u> <math>\frac{g}{cm^3}</math> ''(lies: Gramm pro Kubikzentimeter)'' bei Feststoffen und Flüssigkeiten oder <math>\frac{g}{l}</math> bei gasförmigen Stoffen. |
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| | ''<small>HINWEIS: Bei dem komischen Buchstaben <big>ρ</big>, der fast wie ein "p" aussieht, handelt es sich um einen griechischen Buchstaben, wie ihr sie auch von der Winkelbenennung kennt. Hier ist es das kleine "rho" (lies: roh).</small>'' |
| | |3=Hervorhebung1}} |
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| | === Bei Gruppenarbeit - Verteilung der Aufgaben === |
| | Damit sichergestellt wird, dass die Durchführung richtig geschieht, sollen folgende Aufgaben in der Gruppe verteilt werden: |
| | * Eine(r) der die Anleitung liest und darauf achtet, das die Anweisungen eingehalten werden. |
| | * Eine(r), der das Arbeitsblatt ausfüllt und alle Wert notiert. |
| | * Zwei, die die Experimente durchführen. |
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| | === Material ud Durchführung === |
| | * Du hast mehrere Flüssigkeiten zur Auswahl, deren Dichte du bestimmen kannst. Wähle eine davon aus! |
| | * Die notwendigen Geräte findest du in einem Kasten zusammengestellt. Eine Waage steht vorne auf dem Lehrertisch und muss dort auch stehen bleiben. |
| | * Alle Anweisungen und die Vorgehensweise zur Berechnung der Dichte findest du auf einem Arbeitsblatt. ⇒ Download Arbeitsblatt |
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| [[Kategorie:Elektrischer Strom]] | | === Entsorgung === |
| | * Gieße die Flüssigkeiten wieder in das jeweilige Vorratsgefäß zurück. |
| | * Beim Alkohol reicht es, den Messzylinder mit Wasser auszuspülen. |
| | * Beim Öl musst du mit Spülmittel, warmen Wasser und eine Bürste dieses gut entfernen. |
| | * Die Geräte müssen nicht abgetrocknet werden. |
| | * Stelle den Kasten mit dem vollständigen Material wieder zurück auf den Lehrertisch |
| | * Kontrolliere dein Ergebnis mit den Lösungen am Ende der Seite |
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| | === Lösungen === |
| | {{Box|LÖSUNGEN - Dichten der vorhandenen Stoffe|2= |
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| | |3=}} |
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| | [[Kategorie:Chemie-Experiment]] |
| | [[Kategorie:Dichte]] |
| | [[Kategorie:Stoffeigenschaft]] |
| | [[Kategorie:ChemieUnfertig]] |
