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Aufgabe

Stromkreise bei einer Fahrradbeleuchtung

Schwierigkeitsgrad: mittelschwere Aufgabe

a)
Joachim Herz Stiftung
Abb. 1 Kabelführung für eine Fahrradbeleuchtung

Begründe, warum der vordere Scheinwerfer leuchtet obwohl nur ein (rotes) Kabel vom Dynamo zum ihm geführt ist.

b)

Zeichne einen Schaltplan, der den Dynamo, das Rücklicht und den vorderen Scheinwerfer enthält.

c)

Oft sieht man auch, dass das (blaue) vom Rücklicht kommende Kabel nicht zum vorderen Scheinwerfer geführt wird, sondern zum Dynamo.

Beurteile: Ist diese Schaltung mit der in nebenstehender Skizze dargestellten Schaltung gleichwertig?

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a)

Die Hinleitung zum vorderen Scheinwerfer stellt das rote Kabel dar, die Rückleitung wird durch den metallischen Fahrradrahmen besorgt, mit dem sowohl Dynamo als auch Scheinwerfer fest verbunden sind.

b)
Joachim Herz Stiftung
Abb. 2. Schaltplan der Fahrradbeleuchtung wie in Abbildung 1 skizziert.

Hältst du dich beim Zeichnen sehr eng an die Skizze der Verkabelung in Abbildung 1, so sieht der Schaltplan aus wie in Abbildung 2 gezeigt.

Joachim Herz Stiftung
Abb. 3. Technisch korrektes Schaltbild ohne überflüssige Verbindungen.

Rein vom technischen Standpunkt aus gesehen könnten die beiden schräg verlaufenden Verbindungen in Abbildung 2 auch durch eine einzige Verbindung ersetzt werden, ohne die Funktion der Schaltung zu ändern. Ein solcher,  technisch korrekt gezeichneter Schaltplan ohne überflüssige Elemente, sähe daher aus wie in Abbildung 3 gezeigt.

c)

Die beiden Schaltungen sind gleichwertig, was du folgendermaßen nachvollziehen kannst:

 

Joachim Herz Stiftung
Abb. 4. Schaltplan der Fahrradbeleuchtung wie in Teilaufgabe c) beschrieben.

Ändert man die Schaltung so, dass das blaue Kabel vom Rücklicht direkt zum Dynamo zurückführt, ergibt sich die in Abbildung 4 gezeigte Schaltskizze. Diese Skizze sieht zunächst zwar anders aus als der Schaltplan in Abbildung 2. Jedoch kannst du auch diese Skizze noch vereinfachen, indem du überflüssige, doppelte Kabelverindungen durch eine einzige ersetzt. Tust du dies, erhältst du wieder den in Abbildung 3 gezeigten, technisch korrekten Schaltplan.

Grundwissen zu dieser Aufgabe

Elektrizitätslehre

Einfache Stromkreise