Physik 8 · Elektrizitätslehre

Schaltungsbaukasten

Hier steckst du Schaltungen selbst zusammen. Die Punkte zeigen den Strom in technischer Stromrichtung: außen vom Pluspol zum Minuspol. Je schneller sie laufen, desto größer ist die Stromstärke. An jedem Punkt der Schaltung kannst du die Knotenregel prüfen, in jedem geschlossenen Kreis die Maschenregel.

So gehst du vor

1Lade ein Beispiel oder fang leer an: Ziehe ein Bauteil von der Leiste auf das Raster. Es rastet zwischen zwei Rasterpunkten ein.
2Verbinde mit dem Finger: Streiche von Rasterpunkt zu Rasterpunkt, das legt eine Leitung. Zurückstreichen nimmt sie wieder weg. Noch einfacher mit „Verbinden“: Tippe zwei Punkte an, die Leitung sucht sich selbst den Weg.
3Tippe ein Bauteil an, um seinen Wert zu ändern oder es zu drehen. Ein Schalter schaltet beim Antippen. Ziehen verschiebt ein Bauteil. Mit „Löschen“ verschwindet alles, was du antippst oder überstreichst, auch Leitungen.
4Tippe einen Rasterpunkt an: Du siehst die Knotenregel. Tippe „Masche zeigen“: Du siehst die Maschenregel.

Beispiele

Maschenregel

Zur Erinnerung

Langer Strich der Batterie: Pluspol. Kurzer dicker Strich: Minuspol.

Strommesser: in Reihe einbauen, Widerstand fast null.

Die Diode lässt Strom nur in Pfeilrichtung durch.

Spannungsmesser: parallel anschließen, Widerstand sehr groß.

Die Prozentzahl an einer Lampe ist ihre Leistung im Vergleich zur Nennleistung. Über 160 % brennt sie durch.

Aufträge

Lade „Lampe mit Schalter“. Verschiebe den Strommesser an eine andere Stelle im Kreis. Ändert sich die Anzeige? Was bedeutet das für den Satz „Die Lampe verbraucht Strom“?
Lade „Reihenschaltung“. Lies beide Spannungen ab und vergleiche mit der Batterie. Wie teilt sich die Spannung auf? Prüfe mit „Masche zeigen“.
Lade „Parallelschaltung“. Tippe auf den Punkt, an dem sich der Strom aufteilt. Rechne nach: Wie groß ist der Strom durch jeden Zweig, wie groß insgesamt?
Baue selbst: zwei Lampen 6 V in Reihe an 6 V, daneben (oder danach) zwei Lampen parallel an 6 V. Vergleiche Helligkeit, Spannung und Stromstärke.
Lade „Lampe mit Schalter“, tippe die Batterie an und erhöhe langsam die Spannung. Wann brennt die Lampe durch? Setze eine neue ein, stelle wieder 6 V ein und wähle eine Lampe mit 3,5 V Nennspannung. Baue einen Vorwiderstand mit 10 Ω in Reihe ein, bevor du die neue Lampe einsetzt.
Baue typische Fehler ein: den Spannungsmesser in Reihe zur Lampe, dann den Strommesser parallel zur Lampe. Was passiert jeweils? Begründe mit den Widerständen der Messgeräte.
Lade „Diode in beiden Richtungen“. Welche Lampe leuchtet? Sage voraus, was passiert, wenn du die Batterie umpolst. Warum leuchtet die Lampe etwas schwächer als ohne Diode?
Lade „Kurzschluss“ und schließe den Schalter. Warum geht die Lampe aus, und warum ist das gefährlich?
Lade „Brückenschaltung“. Ändere einen Widerstand so, dass der Strommesser in der Mitte null zeigt. Welche Bedingung müssen die vier Widerstände erfüllen?

Theorie: Kapitel „Reihen- und Parallelschaltung“.