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| <!-- die folgenden Links sind kaputt, ich habe sie daher auskommentiert. Möglicherweise sollen sie auf die Seiten des Gymnasiums Feuchtwangen verweisen? | | <div class="grid"> |
| [[/Aufgaben für Einsteiger|leichte Aufgaben für Einsteiger]]
| | <div class="width-1-6">[[Datei:Catwalk-1013864 1920.jpg|250px|Uebung macht den Meister]]</div> |
| [[/Aufgaben für Profis|schwere Aufgaben für Profis]]
| | <div class="width-5-6"> |
| -->
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| {{Curriculum Elektrik STS-Horn}}
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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!
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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.
| | '''Übung macht den Meister!''' |
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| {{Seitenumbruch}}
| | In dieser Station kannst du dein eben erworbenes oder vertieftes Wissen festigen. Viel Spaß!</div> |
| {{Arbeitsblattkopf-blau
| | </div> |
| |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
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| |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.
| | {{Box|1. Was fehlt denn hier?| |
| {{Merkbox-blau | | Ergänze die Tabelle und bestimme die Funktionsgleichung!|Üben}} |
| |1= Die Stromstärke & der Widerstand | | {{LearningApp|app=p4naprw5c01|width=100%|height=400px}} |
| |2=Beim Anschluss am selben Transformator (an die selbe Spannungsversorgung) | |
| * 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
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| |1=1
| |
| |2=Beschreibe in Deinen eigenen Worten den Begriff ''''"elektrischer Widerstand"''''!
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| }}
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| {{Seitenumbruch-cc-by-sa}}
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| {{Arbeitsblattkopf-blau
| |
| |Titel=Die elektrische Stromstärke
| |
| |Datum=1
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| }}
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| {{Aufgaben-blau
| |
| |1=2
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| |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>
| |
| <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>
| |
| <tr><td colspan="2">''hin als bei einer schwächer leuchtenden Lampe.''</td></tr>
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| </table>
| |
| }}
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| {{Versuche-blau
| |
| |1=3
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| |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}}
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| {{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 Stromstärke-Messgerät 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.
| | {{Box|2. Finde die Funktionsgleichung!| |
| Die Einheit der Stromstärke <math>I</math> ist das Ampère (Abkürzung: <math>1A</math>).
| | Gib die Funktionsgleichung zur Wertetabelle im folgenden Applet an!|Üben}} |
| ==Messen der Stromstärke==
| | {{LearningApp|app=pjgkoxy6501|width=100%|height=400px}} |
| 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 | |
| |1=4
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| |2=Schalte eine Lampe an einen Transformator und miss die Stromstärke. | |
| * 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 | |
| |2=<div style="float:left; display: inline;">
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| [[File:Stromstärke_messen_einfach.jpg|180px]]</div> <div style="float:right; display: inline;">[[File:Schaltplan_Stromstärke_messen_einfach.png|250px]]</div><br clear="all" />
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| '''A)''' 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!<br clear="all" />
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| <div style="float:left; display: inline;">[[File:Stromstärke_messen_Reihenschaltung.jpg|right|180px]]</div> <div style="float:right; display: inline;">[[File:Schaltplan_blanko.png|right|250px]]</div><br clear="all" />'''B)''' 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!<br clear="all" />
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| <div style="float:left; display: inline;">[[File:Stromstärke_messen_Parallelschaltung.jpg|right|180px]]</div> <div style="float:right; display: inline;">[[File:Schaltplan_blanko.png|right|250px]]</div><br clear="all" />'''C)''' 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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| {{Merkbox-blau
| |
| |1= Die Reihenschaltung
| |
| |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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| {{Seitenumbruch-cc-by-sa}}
| |
| {{Arbeitsblattkopf-blau
| |
| |Titel=Die elektrische Stromstärke
| |
| |Datum=1
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| }} | |
| {{Merkbox-blau | |
| |1= Die Parallelschaltung | |
| |2= Eine Schaltung, deren Elektrogeräte so zusammengeschlossen sind, dass beide Anschlüsse eines Elektrogerätes mit beiden Anschlüssen eines anderen Elektrogerätes verbunden sind, nennt man '''"Parallelschaltung"'''. | |
| }}
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| Die Stellen einer Schaltung an denen Anschlüsse von Elektrogeräten zusammentreffen nennt man "''Knotenpunkte''" oder "''Knoten''". Die Leitungen vom Transformator zu den Knotenpunkten nennt man Hauptzweige der Schaltung, die Leitungen von den Knotenpunkten zu den angeschlossenen Elektrogeräten nennt man Parallelzweige.
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| Für die Stromstärke gilt die Knotenregel.
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| {{Merkbox-blau
| |
| |1= Die Knotenregel | |
| |2= An einem Knotenpunkt einer Schaltung ist die Summe der hinein fließenden elektrischen Stromstärke gleich der wegfließenden Stromstärke. '''Wie sich der Strom verteilt, ist jedoch abhängig davon, was hinter dem Knoten kommt!'''
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| }}{{Aufgaben-blau
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| |1=3
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| |2='''A)''' An welchen Stellen der gezeichneten Schaltung könnte ein Messgerät eingebaut werden, mit dem man die Gesamtstromstärke messen kann?<br clear="all"/>[[Datei:Parallelschaltung_Messpunkte.png|center|450px]]<br clear="all"/>'''B)''' Trage in die obige Zeichnung die Richtung ein, in die der elektrische Strom fließt!<br clear="all"/>'''C)''' Die Stromstärke an der Stelle ''i'' beträgt 0,025A, an der Stelle ''a'' beträgt die Stromstärke 0,045A, die Lampen sind alle identisch. Bestimme die Stromstärke an allen anderen eingetragenen Stellen!<br clear="all"/>'''D)''' In einem neuen Versuch beträgt die Stromstärke an der Stelle ''j'' 0,015A, und 0,03A an der Stelle ''d'', die Lampen sind wieder alle identisch. Bestimme die Stromstärke an allen anderen eingetragenen Stellen!
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| }}
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| {{Seitenumbruch-cc-by-sa}}
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| [[Kategorie:Elektrizität]] | | |
| [[Kategorie:Curriculum_Elektrik_STS-Horn]] | | {{Box|1=3. Graphen zeichnen|2= |
| | Zeichne die Graphen der gegebenen Funktionen in einem Bereich von -3 < x < 3 in dein Übungsheft. Es reicht EIN Koordinatensystem. |
| | # <math>f(x) = -0,5\cdot x</math> |
| | # <math>g(x) = 0,8\cdot x</math> |
| | |3=Üben}} |
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| | <div class="grid"> |
| | <div class="width-1-6">[[Datei:Age-1015484 1920.jpg|160px|alter]]</div> |
| | <div class="width-5-6">'''Zeichnen ist anstrengend?''' |
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| | Es geht auch anders! Öffne das Programm '''"Geogebra"'''. |
| | |
| | Geogebra ist ein sehr umfangreiches Mathematik-Programm. Damit kannst du dir Funktionsgraphen automatisch zeichnen (="plotten") lassen, wenn du die Funktionsgleichung unten in die Eingabezeile eintippst. |
| | |
| | Versuch's doch mal! |
| | </div> |
| | </div> |
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| | <div class="grid"> |
| | <div class="width-7-8"> '''Alle Aufgaben erledigt? Dann kann's weitergehen!'''</div> |
| | <div class="width-1-8">[[Datei:binoculars-1015267_1920.jpg|120px]][[../../Station 2|'''Hier geht es weiter''']]'''...'''</div> |
| | </div> |
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| | {{Lernpfad Lineare Funktionen}} |
| | |
| | [[Kategorie:Lineare Funktionen]] |
| | [[Kategorie:ZUM2Edutags]] |
| | <metakeywords>ZUM2Edutags,ZUM-Wiki,ZUM.de,OER,Lernpfad Lineare Funktionen,Lernpfad,Lineare Funktionen,Lineare Funktion</metakeywords> |
| | [[Kategorie:Mathematik]] |
| | [[Kategorie:Mathematik-digital]] |
| | [[Kategorie:Sekundarstufe 1]] |
| | [[Kategorie:Lernpfad]] |
| | [[Kategorie:LearningApps]] |
| | [[Kategorie:Interaktive Übung]] |
