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1 1 Lösung von: Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Bei Strom- & Heizkreislauf lassen sich vergleichen … Der HeizungskreislaufDer Stromkreislauf.

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1 1 1 Lösung von: Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Bei Strom- & Heizkreislauf lassen sich vergleichen … Der HeizungskreislaufDer Stromkreislauf Gibt Energie in den Kreislauf ab Leitet Energie in einem geschlossenen Kreis Nimmt Energie und gibt sie dann wieder ab Ein Unterbruch im Kreis stoppt den Energiefluss OfenBatterie oder Akku Elektrokabel Lampe, strahlt Licht ab Schalter, korrodierte Kabel Rohrleitung Radiator Lukas von Euw Ventil, Leitungsbruch

2 2 2 Lösung von: Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Verschieden sind bei Strom- & Heizkreislauf… Unterschiede -Primärenergie zur Umwandlung -Transportierte Energie -Transportmedium für die Energie -Verteilungssystem, Leitung -Erfolgsenergie zur Nutzung -Name der Einheiten Daniela Späni Heizkreislauf Stromkreis -Erdöl ( Gas- Elektrizität- Wärmetauscher) in Wasserwärme -Wärme, Bewegung der Wassermoleküle -Wassermoleküle -Wasserleitungsrohr -Abwärme des Radiators oder der Bodenheizung zur Raumerwärmung -Wasserkraft(oder Atom- Sonnen- Windenergie -Elektrizität, Bewegung der Moleküle -freie Elektronen -Elektrokabel aus Kupfer -elektrischer Antrieb, el. Beleuchtung, el. Heizung, usw. Volt * Ampère = Watt Masse * Grad Celsius= Watt Zeit

3 3 3 Lösung von: Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Vergleich im Détail Da wir elektrischen Strom nicht unmittelbar sehen können hilft es, ein Denkmodell anzuwenden. Die Zentralheizung stellt einen geschlossenen Kreislauf dar und hat mit dem Stromkreislauf viele Gemeinsamkeiten. Da wir elektrischen Strom nicht unmittelbar sehen können hilft es, ein Denkmodell anzuwenden. Die Zentralheizung stellt einen geschlossenen Kreislauf dar und hat mit dem Stromkreislauf viele Gemeinsamkeiten. Der Stromkreislauf Wie kommt die Energie in den Kreislauf? Welches Medium transportiert die Energie? Wie wird die Energie abgegeben? Sabrina Schuler Im Zimmer-Radiator kann die Energie an der grossen Oberfläche des Heizkörpers aus dem Wasser und durch das Blech in die Zimmerluft gelangen. Die Zentralheizung als Kreislauf Wie kommt die Energie in den Kreislauf? Welches Medium transportiert die Energie? Die Wassermoleküle transportieren die Energie. Wie wird die Energie abgegeben? Die in Holz oder Erdöl gebundene Energie wird im Ofen zu Wärme verwandelt. Durch Batterien oder Akkus oder Trafos als Spannungsquelle. Die freien Elektronen transportieren die Energie. Die Lampe, strahlt Licht ab.

4 4 4 Lösung von: Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Ein elektrischer Leiter … … hat freie Elektronen … ist meist aus Metall … kann Strom leiten, wenn eine Spannung anliegt … verbindet Stromquelle und Spannungsverbraucher … leitet bei Hitze schlechter als bei Kälte … hat zu seinem Gegenteil den ISOLATOR jo strebel

5 5 5 Lösung von: Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Ich stelle mir Wärme - Strom so vor… Unbedingt nötig: Die Wärmequelle (auf diesem Bild der Ofen) Unbedingt nötig: Der Wärmeabstrahler (auf diesem Bild der Radiator) Unbedingt nötig: die Wärmeleiter, die Heizungsrohre bringen die Energie in die gewünschten Zimmer Die Wärme wird im Keller erzeugt, damit Gestank in der Wohnung vermieden werden kann. Zudem können Kaminfeger und Heizungsmonteur ihre Arbeit verrichten, ohne den Wohnraum zu verschmutzen. Vor einer Fehlfunktion oder gar einem Brand muss nur ein Raum speziell abgesichert werden. Würde der Radiator fehlen, könnte die Wärme nur durch die Heizungsrohre entweichen. Dies würde zu langsam ablaufen und deshalb der Wasserdruck ansteigen, bis ein Rohr bricht oder ein Sicherheitsventil aufgeht. Um das zu verhindern sind Temperaturfühler eingebaut, die den Heizkessel abschalten, wenn keine Wärme benötigt wird. Daniela Späni

6 6 6 Lösung von: Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Der Stromkreis besteht mindestens aus… Hier eine Lampe. Würde der Wiederstand fehlen, käme es zu einem Kurzschluss. Um das zu verhindern, sind elektrische Sicherungen eingebaut, die den Stromfluss sofort trennen. Wenn er einen eingestellten Wert überschreitet. Bringt die Energie von der Quelle zum Verbraucher (Widerstand)...einer Spannungsquelle (Manchmal auch Stromquelle genannt)...einem Leiter Hier ein Stromkabel...einem Widerstand (manchmal auch Verbraucher genannt) Lukas von Euw

7 7 7 Lösung von: Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Im einfachen Stromkreis ist… Lukas von Euw

8 8 8 Lösung von: Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Bei Gleichstrom fliessen die Elektronen… Beim Gleichstrom drückt eine Batterie die Elektronen gleichmässig auf einer Seite in den Stromleiter. Die Elektronen laufen dann im Gänsemarsch durch den Leiter. Bei der Lampe wird es eng, deshalb glüht der Leiter und gibt Licht ab. Danach werden die Elektronen noch zurück in die Batterie geschoben. Kein einziges Elektron geht verloren. Stromkreis in Digitalgeräten Gleichstrom eignet sich bestens zur Übertragung von Information. Alle digitalen Geräte (Radio, Fernseher, PC) verwandeln im Netzteil zuerst den Wechsel- in Gleichstrom. Fabian Amacher

9 9 9 Lösung von: Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Es gibt 2 Definitionen für die Stromrichtung! Technische Stromrichtung ist ein steter Fluss von Elektronen vom Minuspol (-) der Quelle durch den Stromkreis zum Pluspol (+) der Quelle. Die Autoelektrik basiert auf 12V Gleichstrom. Die meisten Geräte mit logischen Schaltungen (Chips) benötigen Gleichstrom von 5Volt. Philip Zumsteg / Lukas von Euw Weil die Entdecker vom Strom noch nicht genau wussten, was da fliesst, definierten sie den Stromfluss von + nach – Diese Definition wurde beibehalten und heisst: Technische Stromrichtung Elektronenfluss Nur bei Gleichstrom ist es sinnvoll von der Stromrichtung zu sprechen. Wechselstrom ändert seine Richtung ohnehin 50 mal pro Sekunde. (Bei den SBB 16,66 mal) e-e-

10 10 Lösung von: Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Im Wechselstrom bewegen sich die Elektronen… Wechselstrom ist eine Hin- und Her- Bewegung der Elektronen von 50mal pro Sekunde. Bei den SBB sind es 16,66mal pro Sekunde. Aus der Steckdose kommt Wechselstrom. Je nach Absicherung sind 6, 10 oder 15 Ampère Stromstärke möglich, bei 230 -Volt Der (-) und der (+) Pol werden vom Generator 50mal pro Sekunde gewechselt. Die Elektronen laufen hin und her. Beim Wechselstrom "drückt" ein Generator die Elektronen pro Sekunde 50 mal im Stromleiter hin und her. Die Elektronen vibrieren im Leiter hin und her. Die Elektronen bei der Lampe werden im engen Teil heiss, deshalb glüht der Leiter und gibt Licht ab. Kein einziges Elektron geht verloren. Daniela Späni

11 11 Lösung von: Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Aus der Steckdose kommt… Vorsicht Lebensgefahr Wechselstrom ist weniger gefährlich... Aus der Steckdose kommt Wechselstrom. Je nach Absicherung sind 6, 10 oder 15 Ampère Stromstärke möglich Der (-) und der (+) Pol werden vom Generator 50mal pro Sekunde gewechselt. Die Elektronen laufen hin und her. Fabian Amacher Wechselstrom ist besser geeignet, Energie über weite Distanz zu übertragen. Wechselstrom kann in Transformatoren in andere Spannung verwandelt werden.

12 12 Lösung von: Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Die Stromarten und = unterscheide ich… (1) Lukas von Euw

13 13 Lösung von: Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Die Stromarten und = unterscheide ich… (2) Lukas von Euw Dies ist das Modell eines einfachen Wechselstromkreises

14 14 Lösung von: Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Den einfachen Stromkreis beherrsche ich… Lukas von Euw

15 15 Lösung von: Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Parallel- und Seriellschaltung erkenne ich… seriellparallel Gleiche Lampe je halbe Spannung Lampenspannung = Batteriespannung Mehr Strom fliesstWeniger Strom fliesst Andreas Schuler

16 16 Lösung von: Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Spannung messe ich… Wie messe ich die Spannung? Spannung messen wir parallel zum Stromverbraucher in Volt (V) Das Voltmeter nimmt selber möglichst wenig Strom auf, um die Messung nicht zu verfälschen. Sabrina Schuler

17 17 Lösung von: Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Strom messe ich… Fabian Amacher Der Strom (Ampère) wird immer seriell im Stromkreis gemessen... Das Ampère verbraucht möglichst keine Spannung, um die Messung nicht zu verfälschen. Wie messe ich den Strom? aufbrechen

18 18 Lösung von: Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit U und I messen wir… Sabrina Schuler Handhabung Strommessgerät Ampèremeter Der Strom [Ampère] wird immer seriell im Stromkreis gemessen.. R = U / I Wenn du U := die Spannung [V] durch I := den Strom [A] teilst erhältst du den Widerstand [Ohm] Handhabung Spannungsmessgerät Voltmeter Die Spannung [Volt] wird immer parallel über dem Verbraucher gemessen Das Ampèremeter verbraucht möglichst keine Spannung, um die Messung nicht zu verfälschen. Das Voltmeter nimmt selber möglichst wenig Strom auf, um die Messung nicht zu verfälschen. Mit U und I kann ich R berechnen (nach dem Ohmschen Gesetz) Wie messe ich den Strom? Wie messe Ich die Spannung?

19 19 Lösung von: Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Die Messgeräte kann ich einsetzen… (1) Sabrina Schuler Nein, das Zeichen für die Spannungsquelle zeigt Gleichstrom

20 20 Lösung von: Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Die Messgeräte kann ich einsetzen… (2) Lukas von Euw

21 21 Lösung von: Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit R = … Fabian Amacher U / I Wenn du U := die Spannung [V] durch I := den Strom [A] teilst erhältst du den Widerstand [Ohm] R= U/I U I Der Strom [Ampère] wird immer seriell im Stromkreis gemessen Das Ampèremeter verbraucht möglichst keine Spannung, um die Messung nicht zu verfälschen Wie messe ich R (Widerstand)? Die Spannung [Volt] wird immer parallel über dem Verbraucher gemessen Das Voltmeter nimmt selber möglichst wenig Strom auf, um die Messung nicht zu verfälschen.

22 22 Lösung von: Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Bei der Parallelschaltung… Mehrere Kassen nebeneinander offen mehrspurige Autobahn in eine Fahrt-Richtung Gleiche Spannung wie die Quelle, alle Lampen brennen gleich hell. Parallel, nebeneinander, mehr Strom (pro Verbraucher) bei gleicher Spannung. Gleicher Strom durch jede Lampe, also doppelter Strom im gemeinsamen Teil des Stromkreises. Fabian Amacher Lukas von Euw Drei baugleiche Lampen !

23 23 Lösung von: Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Drei parallel geschaltete Widerstände rechnen sich… R 1 = 50,, R 2 = 100, R 3 = 400 Drei parallel geschaltete Widerstände rechnen sich… R 1 = 50,, R 2 = 100, R 3 = 400 Parallel, nebeneinander, mehr Strom bei gleicher Spannung (pro Verbraucher) 50 Ohm 100 Ohm 400 Ohm 12V Spannung: 12V Stromstärke: 0,390A Ersatzwiderstand: 30.8 Ohm Andreas Schuler 1 = , R = 30,8

24 24 Lösung von: Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Bei der Serieschaltung…...bekommen alle Wiederstände gleich viel Strom, jedoch nur einen Teil der Gesamtspannung....das heisst: Sollte ein Wiederstand brechen, fliesst kein Strom mehr durch den Stromkreis Stromunterbruch....ist es wie bei einer Kette! Bricht die Kette, kann man daran nicht mehr ziehen...

25 25 Lösung von: Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Drei Widerstände in Serie berechnen sich… R 1 = 50, R 2 = 100, R 3 = 400 Drei Widerstände in Serie berechnen sich… R 1 = 50, R 2 = 100, R 3 = 400 Spannung der Batterie: 12,0 V Widerstand 1 = 50 Spannung = 1,09 V Stromstärke = 0,0218 A Widerstand 2 = 100 Spannung = 2,18 V Stromstärke = 0,0218 A Widerstand 3 = 400 Spannung = 8,73 V Stromstärke = 0,0218 A Formel für den Gesamtwiderstand: R total = R 1 + R 2 + R 3 R = 550

26 26 Lösung von: Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Parallel oder seriell geschaltete Widerstände…

27 27 Lösung von: Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit P = P = P = Leistung Elektrische Leistung erzeugt der Strom in Verbindung mit der angelegten Spannung, also das Produkt aus Strom mal Spannung. Die Einheit ist Watt [W], der Formelbuchstabe ist ein P. Formel: P = U * I Beispiel: 230V * 30A = 6900 W = 6,9 kW Zu Ehren von James Watt, dem Erfinder der Dampfmaschine, wurde die Leistungsangabe nach ihm benannt, deshalb Watt.

28 28 Lösung von: Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Das Etikett auf jedem Elektrogerät sagt… U= P I I= U R R= U I U= R * I P= U * I U := Spannung [V]I :=Strom [A] R := Wiederstand [Ohm] P := Leistung [W] Andreas Schuler

29 29 Lösung von: Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Lebensgefahr besteht wenn… Sabrina Schuler Fliesst der Strom übers Herz ? Akute Lebensgefahr,Herzkammerflimmern Fliesst der Strom durch den Körper? Lebensgefahr, die Muskeln verkrampfen, die Zellflüssigkeit siedet, Zellen platzen, der Körper brennt Fließt der Strom über das Herz, versucht dieses, den äußeren Impulsen zu folgen. Es entstehen Rhythmusstörungen oder sogar Herzkammerflimmern, was ohne sofortige Hilfe zum Tod führt. Fließt nun ein von außen kommender Strom durch den Körper, der größer als die körpereigenen Ströme ist, dann verkrampfen sich die Muskeln, die äußere Stromquelle kann nicht mehr losgelassen werden. Im Zweifelsfall den Stecker herausziehen oder gar die Sicherung abschalten. Als Experte isolierende Schuhe (Handschuhe) tragen und messen vor berühren.

30 30 Lösung von: Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Lebensgefahr besteht weil…...ein Starkstromschlag dich töten kann...ein Kurzschluss dich und das Haus in Brand setzen kann....schon ein minimaler Strom von 50mA oder eine Spannung von 50V dein Herz lähmen kann und du dann an Herzversagen sterben kannst....wenn man einen Starkstromschlag (meist mit Verbrennungen) überlebt hat, dann hat man häufig nach Jahren mit Spätfolgen zu rechnen, oder man wird wahrscheinlich sogar früher sterben! Lukas von Euw

31 31 Lösung von: Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Über die Gefahr der Elektrizität weiss ich… Sabrina Schuler

32 32 Lösung von: Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Repetition Elektrik Inhalt Folien Fabian Amacher 1.Bei Strom- & Heizkreislauf lassen sich vergleichen … Bei Strom- & Heizkreislauf lassen sich vergleichen …Bei Strom- & Heizkreislauf lassen sich vergleichen … 2.Verschieden sind bei Strom- & Heizkreislauf… Verschieden sind bei Strom- & Heizkreislauf…Verschieden sind bei Strom- & Heizkreislauf… 3.Vergleich im Détail Vergleich im DétailVergleich im Détail 4.Ein elektrischer Leiter … Ein elektrischer Leiter …Ein elektrischer Leiter … 5.Ich stelle mir Wärme - Strom so vor… Ich stelle mir Wärme - Strom so vor…Ich stelle mir Wärme - Strom so vor… 6.Der Stromkreis besteht mindestens aus… Der Stromkreis besteht mindestens aus…Der Stromkreis besteht mindestens aus… 7.Im einfachen Stromkreis ist… Im einfachen Stromkreis ist…Im einfachen Stromkreis ist… 8.Bei Gleichstrom fliessen die Elektronen… Bei Gleichstrom fliessen die Elektronen…Bei Gleichstrom fliessen die Elektronen… 9.Es gibt 2 Definitionen für die Stromrichtung! Es gibt 2 Definitionen für die Stromrichtung!Es gibt 2 Definitionen für die Stromrichtung! 10.Im Wechselstrom bewegen sich die Elektronen… Im Wechselstrom bewegen sich die Elektronen…Im Wechselstrom bewegen sich die Elektronen… 11.Aus der Steckdose kommt… Aus der Steckdose kommt…Aus der Steckdose kommt… 12.Die Stromarten und = unterscheide ich… (1) Die Stromarten und = unterscheide ich… (1)Die Stromarten und = unterscheide ich… (1) 13.Die Stromarten und = unterscheide ich… (2) Die Stromarten und = unterscheide ich… (2)Die Stromarten und = unterscheide ich… (2) 14.Den einfachen Stromkreis beherrsche ich… Den einfachen Stromkreis beherrsche ich…Den einfachen Stromkreis beherrsche ich… 15.Parallel- und Seriellschaltung erkenne ich… Parallel- und Seriellschaltung erkenne ich…Parallel- und Seriellschaltung erkenne ich… 16.Spannung messe ich… Spannung messe ich…Spannung messe ich…

33 33 Lösung von: Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Repetition Elektrik Inhalt Folien Fabian Amacher 17.Strom messe ich… Strom messe ich…Strom messe ich… 18.U und I messen wir… U und I messen wir…U und I messen wir… 19.Die Messgeräte kann ich einsetzen… (1) Die Messgeräte kann ich einsetzen… (1)Die Messgeräte kann ich einsetzen… (1) 20.Die Messgeräte kann ich einsetzen… (2) Die Messgeräte kann ich einsetzen… (2)Die Messgeräte kann ich einsetzen… (2) 21.R = … R = …R = … 22.Bei der Parallelschaltung… Bei der Parallelschaltung…Bei der Parallelschaltung… 23.Drei parallel geschaltete Widerstände rechnen sich… Drei parallel geschaltete Widerstände rechnen sich…Drei parallel geschaltete Widerstände rechnen sich… 24.Bei der Serieschaltung… Bei der Serieschaltung…Bei der Serieschaltung… 25.Drei Widerstände in Serie berechnen sich… Drei Widerstände in Serie berechnen sich…Drei Widerstände in Serie berechnen sich… 26.Parallel oder seriell geschaltete Widerstände… Parallel oder seriell geschaltete Widerstände…Parallel oder seriell geschaltete Widerstände… 27.P = P =P = 28.Das Etikett auf jedem Elektrogerät sagt… Das Etikett auf jedem Elektrogerät sagt…Das Etikett auf jedem Elektrogerät sagt… 29.Lebensgefahr besteht wenn… Lebensgefahr besteht wenn…Lebensgefahr besteht wenn… 30.Lebensgefahr besteht weil… Lebensgefahr besteht weil…Lebensgefahr besteht weil… 31.Über die Gefahr der Elektrizität weiss ich… Über die Gefahr der Elektrizität weiss ich…Über die Gefahr der Elektrizität weiss ich… 32.Repetition Elektrik Inhalt Folien Repetition Elektrik Inhalt Folien Repetition Elektrik Inhalt Folien


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