Einfache Stromkreise

Elektrizitätslehre

Einfache Stromkreise

  • Warum spricht man eigentlich von Stromkreisen?
  • Was fließt denn in einem Stromkreis?
  • Was ist ein Kurzschluss?
  • Wie funktioniert eine Wechselschaltung?
  • Warum zeichnet man Schaltbilder?
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Einfache Stromkreise - Downloads

Teaserbild Spannung
Dieses Tafelbild schließt an das Tafelbild „Stromstärke“ an. Dazu gibt es eine Wiederholungsfolie zur Einführung, in der die Analogie zwischen Wasserkreis und Stromkreis aufgegriffen wird und die SuS den einzelnen Bestandteilen die korrekten Begriffe zuordnen sollen. Anschließend erfolgt in Analogie zum Tafelbild Stromstärke eine Erarbeitung der Merkfolie zur Spannung (Merksatz, Formelzeichen, Einheit, Messgerät inkl. Schaltung). Ebenfalls analog wird anschließend der Umrechner angewendet. Im weiteren Verlauf wird das Multimeter vorgestellt und erklärt (digital und analog). Dies geschieht auch unter Einbeziehung der SuS. Dazu kann das Messgerät auf der letzten Folie genutzt werden.
Didaktische Hinweise
Dieses Tafelbild eignet sich zur Anwendung für eine 45-minütige Unterrichtsstunde. Es dient zur Erarbeitung der elektrischen Grundgröße Spannung und ist demzufolge mit dem Tafelbild „Stromstärke“ gut kombinierbar. Es könnte beispielsweise in der Folgestunde zur Stromstärke eingesetzt werden, um so die beiden Grundgrößen Stromstärke und Spannung gebündelt zu unterrichten. Des Weiteren wird in diesem Tafelbild dem Multimeter besondere Aufmerksamkeit gewidmet, da ein korrekter Umgang mit diesem Messgerät für den weiteren Lernerfolg der SuS unabdingbar ist.
Interaktive Besonderheiten sind:
  1. Texte/Formen erscheinen nach „Button“-Drücken
  2. „Umrechner“ für Spannungen
  3. „interaktives“ Multimeter
    1. Messbereichswähler beweglich
    2. Skalenwähler beweglich
    3. Zeiger beweglich

Die exakte Handhabe mit den einzelnen Funktionen ist dem Notizenbrowser zu entnehmen. Es empfiehlt sich, sich im Vorfeld der UR-Stunde eingehend mit den verwendeten Funktionen auseinander zu setzen.

Notizenbrowser




Bitte beachten Sie, dass die Folien für Smart Notebook ein etwas anderes Bedienkonzept haben. Eine Erklärung befindet sich in der Download-Datei.
Eigenschaften elektrischer Bauelemente/Wiederholung
Das Tafelbild kann zur Wiederholung verschiedener Themen im Bereich Elektrizitätslehre verwendet werden. Es finden sich Flipcharts sowohl zu den Teilbereichen der Stromwirkung, als auch dem einfachen Stromkreis und der Verwendung zu den jeweiligen Messgeräten von Stromstärke und Spannung.
Didaktische Hinweise
Die Verwendung dieses Tafelbildes ist für den wiederholenden Charakter von Grundwissen der Elektrizitätslehre gedacht. Die jeweiligen Flipcharts dienen zum Wiederholen oder Festigen. Sie können auch getrennt voneinander verwendet werden, um in der Einführungsphasen oder Ergebnissicherungen von Unterrichtstunden die individuelle Freiheit zur Gestaltung des Unterrichts zu haben. Der Einsatz ist somit für den gesamten Lernbereich der Elektrizitätslehre möglich.
 
Das Tafelbild im Gesamten ist für eine 45-minütige Unterrichtsstunde konzipiert und kann als Einstieg in den Lernbereich Elektrizitätslehre verwendet werden oder als Wiederholung, um darauf aufbauend in den nachfolgenden Unterrichtseinheiten bspw. den elektrischen Widerstand und/oder das Ohmsche Gesetz zu behandeln. Weiterhin ist ein Schülerexperiment mit Simulation eingebettet, welches zur Übung im Umgang und Messen mit Multimetern dient.

Die exakte Handhabe mit den einzelnen Funktionen ist dem Notizenbrowser zu entnehmen. Es empfiehlt sich, sich im Vorfeld der UR-Stunde eingehend mit den verwendeten Funktionen auseinander zu setzen.

Notizenbrowser




Bitte beachten Sie, dass die Folien für Smart Notebook ein etwas anderes Bedienkonzept haben. Eine Erklärung befindet sich in der Download-Datei.
Teaserbild Stromkreise
Mit diesem Tafelbild ist es möglich, die Einführung der elektrischen Stromkreise durchzuführen. Wie die meisten Einführungsstunden, soll auch dieses Tafelbild einen groben Überblick über die Thematik geben, sodass in dem vorliegenden Tafelbild Stromwirkungen, Gefahren beim Umgang mit elektrischem Strom und Grundlegendes zu einfachen Stromkreisen behandelt wird.
Didaktische Hinweise
Zu beachten ist, dass dieses Tafelbild direkt für eine Einführungsstunde konzeptioniert wurde. Es kann durch begleitende (Freihand-)Experimente unterstützt werden (Kochplatte, Glühlampe im Stromkreis, etc.). Darüber hinaus wird in diesem Tafelbild auch auf die chemische Wirkung (Galvanotechnik -> Vergoldung von Schmuck) von Strom eingegangen. Diese wird in einigen Lehrbüchern der 6. Klasse jedoch nicht erwähnt.
Interaktive Besonderheiten sind
  1. Texte/Formen erscheinen nach „Button“-Drücken
  2. SuS können selbständig an der IAT tätig werden (Seite 3, Bilder aus der Box ziehen)
ai_notizenbrowser

Im Einzelnen sind die Funktionen im „Notizenbrowser“ der Software erklärt (gelbes Symbol s.u.).

Bitte beachten Sie, dass die Folien für Smart Notebook ein etwas anderes Bedienkonzept haben. Eine Erklärung befindet sich in der Download-Datei.

Teaserbild Leitung in Flüssigkeiten
Das Tafelbild schließt nahtlos an das Tafelbild „Leitung in Metallen“ an. Aus diesem Grund erfolgt auf den ersten Folien eine Wiederholung des Stoffs aus der vorherigen UR-Stunde. Über die Frage, ob noch andere leitfähige Materialien bekannt sind, wird zum Stundenthema hingeführt. Mithilfe eines Experimentes (Demonstrationsexperiment oder Schülerexperiment) wird das Leitungsverhalten von bestimmten Flüssigkeiten untersucht. Die Beobachtungen werden im Plenum geklärt und vom Lehrer an der Tafel notiert. Mittels geeigneter Lehrbuchtexte (oder vorher erstellter Arbeitsblätter) werden die Gesetzmäßigkeiten zur Leitung in Flüssigkeiten erarbeitet und abschließend wieder im Plenum diskutiert.
Didaktische Hinweise
Wie oben bereits erwähnt ist dieses Tafelbild nachfolgend zu „Leitung in Metallen“ einzusetzen. Es eignet sich ebenfalls zur Anwendung über 45 Minuten. Es sollte genügend Zeit für das Experiment, sowie die Erarbeitung des Lehrbuchtextes eingeplant werden.
Interaktive Besonderheiten sind:
  1. Texte/Formen erscheinen nach „Button“-Drücken
 
Die exakte Handhabe mit den einzelnen Funktionen ist dem Notizenbrowser zu entnehmen. Es empfiehlt sich, sich im Vorfeld der UR-Stunde eingehend mit den verwendeten Funktionen auseinander zu setzen.

Notizenbrowser




Bitte beachten Sie, dass die Folien für Smart Notebook ein etwas anderes Bedienkonzept haben. Eine Erklärung befindet sich in der Download-Datei.
Leitung in Metallen
Dieses Tafelbild ist das erste des Themenkomplexes „Elektrische Leitungsvorgänge“. Es bildet die Grundlage für die nachfolgenden UR-Stunden. Eingeleitet wird es mit einer Reaktivierungsphase, in der die bisherigen Kenntnisse abgefragt werden soll. (Vorkenntnisse entstammen aus dem Tafelbild „Strom, Leiter, Isolatoren“). Anschließend wir nochmals auf den Aufbau von Leitern und Isolatoren eingegangen, um dann zum Stundenthema überzuleiten. Das Kernthema ist das „Modell der Elektronenleitung in Metallen“. Die Stunden wird mit einem Merksatz zum Kernthema geschlossen.
Dieses Tafelbild ist im Format für die Software ActivInspire von der Firma Promethean.
Downloads:
Didaktische Hinweise
Das Tafelbild eignet sich zu Anwendung über 45 Minuten. Dem „Modell der Elektronenleitung“ sollte gesonderte Aufmerksamkeit gewidmet werden, da ein vollständiges Verständnis über den Lern-/Lehrerfolg der nächsten Unterrichtsstunden entscheidet.
Interaktive Besonderheiten sind:
  1. Texte/Formen erscheinen nach „Button“-Drücken
  2. „Bewegliche“ Pole der Spannungsquelle (Folie 5)
Die exakte Handhabe mit den einzelnen Funktionen ist dem Notizenbrowser zu entnehmen. Es empfiehlt sich, sich im Vorfeld der UR-Stunde eingehend mit den verwendeten Funktionen auseinander zu setzen.

Notizenbrowser



Bitte beachten Sie, dass die Folien für Smart Notebook ein etwas anderes Bedienkonzept haben. Eine Erklärung befindet sich in der Download-Datei.
Parallel- und Reihenschaltung
Das vorliegende Tafelbild ist eine Weiterführung des Tafelbildes Strom, Leiter und Isolatoren und bietet sich demzufolge zur Anwendung in der anschließenden UR-Stunde an.
Eingangs wird nochmal auf den schematischen Aufbau von Stromkreisen eingegangen und das in der vorhergehenden Stunde eingeführte Schaltbild wiederholt. Anschließend wird die Frage gestellt, ob es möglich ist, mehrere Verbraucher in einem Stromkreis zu schalten. Darauf aufbauend werden die Begriffe verzweigter und unverzweigter Stromkreis eingeführt. (Ob dies im Plenum oder als Lehrervortrag oder als individuelle Erarbeitung geschieht, ist dem Lehrer überlassen). Mithilfe dieses Wissens (und vor allem auch zur Ergebnissicherung) wird anschließend ein Schülerexperiment durchgeführt, bei dem das Verhalten von zwei Glühlampen in einem Reihenstromkreis untersucht werden soll. Die Gesetzmäßigkeiten in einem Parallelstromkreis werden im Plenum besprochen. Abschließend wird mittels interaktiver Mittel (s. unten) das Gelernte gefestigt und Lampenpaare entweder Reihen- oder Parallelschaltung zugeordnet.
Didaktische Hinweise
Dieses Tafelbild eignet sich zur Anwendung über 90 Minuten. Es ist jedoch auch möglich, nach 45 Minuten zu „unterbrechen“ und in der darauffolgenden Stunde nahtlos anzuschließen.
Interaktive Besonderheiten sind:
  1. Lampe erlischt bei Klick (Folie 5 und 6)
  2. Lösung durch Verschieben (Folie 7)
  3. Container-Funktion (Folie 8)

Die exakte Handhabe mit den einzelnen Funktionen ist dem Notizenbrowser zu entnehmen. Es empfiehlt sich, sich im Vorfeld der UR-Stunde eingehend mit den verwendeten Funktionen auseinander zu setzen.

Notizenbrowser



Bitte beachten Sie, dass die Folien für Smart Notebook ein etwas anderes Bedienkonzept haben. Eine Erklärung befindet sich in der Download-Datei.
Spannung in Reihen- und Parallelschaltung
Dieses Tafelbild dient dazu, die Gesetzmäßigkeiten bezüglich der Spannung im verzweigten und unverzweigten Stromkreis zu vermitteln. Dies geschieht größtenteils durch das eingangs durchgeführte Schülerexperiment (sozusagen learningbydoing). Dafür wird die Klasse in zwei Gruppen aufgeteilt, von denen jeweils eine die Spannung in einem Reihenstromkreis und in einem Parallelstromkreis messen soll. Anschließend werden die gemessenen Werte jeweils im Plenum zusammengetragen und ein entsprechender Merksatz notiert. Die Stunde wird mit einer kleinen Übung zum Gelernten beendet. Bei dieser sollen die SuS die Begriffe „teilt sich auf“ und „bleibt gleich“ entsprechend zuordnen.
Didaktische Hinweise
Wie üblich ist das Thema Spannung in Schaltungen eng mit Stromstärke in Schaltungen verbunden. Aus diesem Grund sollte das Tafelbild zeitlich gesehen „in der Nähe vom“ Tafelbild „Stromstärke in Reihen- und Parallelschaltung“ eingesetzt werden. Wichtig ist, dass die SuS im Vorfeld schon experimentiert haben, sodass ein sicherer und schneller Umgang mit Schaltplänen, Messgeräten und Schaltungen gewährleistet ist.
Interaktive Besonderheiten sind:
  1. Texte/Formen erscheinen nach „Button“-Drücken
  2. „Erscheinen“ der Messgeräte bei Klicken an entsprechende Stellen(Folie 2)
  3. Container-und Duplizierfunktion (Folie 5)
Die exakte Handhabe mit den einzelnen Funktionen ist dem Notizenbrowser zu entnehmen. Es empfiehlt sich, sich im Vorfeld der UR-Stunde eingehend mit den verwendeten Funktionen auseinander zu setzen.

Notizenbrowser




Bitte beachten Sie, dass die Folien für Smart Notebook ein etwas anderes Bedienkonzept haben. Eine Erklärung befindet sich in der Download-Datei.
Strom, Leiter, Isolatoren
Dieses Tafelbild schließt nahtlos an das Tafelbild „Einführung: Einfache Stromkreise“ an und sollte dementsprechend in der Folgestunde verwendet werden. Einführend wird der Begriff „Strom“ dem Schüler anhand geeigneter Folien deutlich gemacht. Dabei wird auch auf die bisherige Vorstellung zum Aufbau fester Körper eingegangen. Nachfolgend wird ein erstes Schaltbild präsentiert, sodass die Schüler mit den elementaren Bestandteilen eines Stromkreises (teilweise) vertraut sind. Abschließend wird auf Leiter und Isolatoren eingegangen und anhand eines einfachen (Demonstrations-)Experimentes die Leitfähigkeit verschiedener Materialien untersucht, sodass schlussendlich jedem Schüler klar ist, dass ein einfacher Stromkreis aus Quelle, Verbraucher und Leitung besteht und entsprechende Beispiele nennen kann.
Didaktische Hinweise
Das Tafelbild empfiehlt sich zu Anwendung über 90 Minuten UR. Bei Bedarf können einzelne Teile (nach Ermessen des Lehrers) weggelassen werden, um somit eine 45 minütige Unterrichtsstunden zu füllen.

Interaktive Besonderheiten sind:
  1. Texte/Formen erscheinen nach „Button“-Drücken
  2. „Lupen-Funktion“ (siehe Folie 5)
  3. „Umwandlung einer realen Schaltung in ein Schaltbild“ (Folie 8)
Die exakte Handhabe mit den einzelnen Funktionen ist dem Notizenbrowser zu entnehmen. Es empfiehlt sich, sich im Vorfeld der UR-Stunde eingehend mit den verwendeten Funktionen auseinander zu setzen.

Notizenbrowser



Bitte beachten Sie, dass die Folien für Smart Notebook ein etwas anderes Bedienkonzept haben. Eine Erklärung befindet sich in der Download-Datei.
Stromstärke
Dieses Tafelbild dient zur Erarbeitung der Elektrischen Grundgröße Strom. Dazu wird einleitend geklärt, was Voraussetzung dafür ist, dass ein Strom fließen kann. Über die Analogie des Verkehrsstroms und die Frage „Wie kann man die Stromstärke ändern“ gelangt man zur „Merkfolie Stromstärke“, auf der ein Merksatz, das Formelzeichen, die Einheit und das Messgerät (inklusive Schaltbild) erarbeitet werden. Abgeschlossen wird das Tafelbild mit einigen Zahlenbeispielen zu Stromstärken.
Downloads:
Didaktische Hinweise
Das Tafelbild ist zum Einsatz über 45 Minuten geeignet. Kann bei Bedarf mit den Tafelbildern „Spannung“ oder „Stromstärke in Reihen- und Parallelschaltung“ kombiniert werden (bei 90 Minuten).
Interaktive Besonderheiten sind:
  1. Texte/Formen erscheinen nach „Button“-Drücken
  2. Verlängerung/Vervielfältigung der Pfeile zur Beantwortung der Frage: „Wie kann man die Stromstärke ändern?“
  3. Umrechner für Stromstärken
Die exakte Handhabe mit den einzelnen Funktionen ist dem Notizenbrowser zu entnehmen. Es empfiehlt sich, sich im Vorfeld der UR-Stunde eingehend mit den verwendeten Funktionen auseinander zu setzen.

Notizenbrowser




Bitte beachten Sie, dass die Folien für Smart Notebook ein etwas anderes Bedienkonzept haben. Eine Erklärung befindet sich in der Download-Datei.
Stromstärke in Reihen- und Parallelschaltung
Dieses Tafelbild dient dazu, die Gesetzmäßigkeiten der Stromstärke im verzweigten und unverzweigten Stromkreis zu vermitteln. Einleitend wird die Regel für den unverzweigten Stromkreis unterrichtet, um anschließend auf den verzweigten Stromkreis einzugehen. Gefestigt wird das Gelehrte mit einer komplexeren Abschlussübung. Es bietet sich an, im Vorfeld dieser Übung einige hinführende Aufgaben lösen zu lassen.
Didaktische Hinweise
Dieses Tafelbild eignet sich zur Anwendung für eine 45-minütige Unterrichtsstunde. Sie dient als Hinführung zum Schülerexperiment „Messen von Spannungen und Strom in verzweigten und unverzweigten Stromkreisen“. Wichtig dafür: Das Tafelbild „Spannung in Reihen- und Parallelschaltung“. Situationsbedingt kann das SE auch auf zwei Teilexperimente aufgeteilt werden: SE1: „Stromstärke im verzweigten und unverzweigten Stromkreis“. SE2: „Spannung im verzweigten und unverzweigten Stromkreis“
Interaktive Besonderheiten sind:
  1. Texte/Formen erscheinen nach „Button“-Drücken
  2. Einblendung der Messgeräte an ihrer korrekten Position
  3. „grafische“ Verdeutlichung des Verhaltens des Stroms im verzweigten Stromkreis
Die exakte Handhabe mit den einzelnen Funktionen ist dem Notizenbrowser zu entnehmen. Es empfiehlt sich, sich im Vorfeld der UR-Stunde eingehend mit den verwendeten Funktionen auseinander zu setzen.

Notizenbrowser




Bitte beachten Sie, dass die Folien für Smart Notebook ein etwas anderes Bedienkonzept haben. Eine Erklärung befindet sich in der Download-Datei.

Die Animation zeigt die symbolische Darstellung (grau mit Plus- und Minuszeichen) und die atomare Vorstellung (Kern und Hülle mit verschobenem "Schwerpunkt") eines durch eine negative Ladung polarisierten Atoms.

Die Animation zeigt die symbolische Darstellung (grau mit Plus- und Minuszeichen) und die atomare Vorstellung (Kern und Hülle mit verschobenem "Schwerpunkt") eines durch eine positive Ladung polarisierten Atoms.

Die Animation zeigt die symbolische Darstellung (grau) und die atomare Vorstellung (Kern und Hülle mit gemeinsamem "Schwerpunkt") eines unpolarisierten Atoms.

Die Animation zeigt die symbolische Darstellung (orange mit Plus- und Minuszeichen) und die atomare Vorstellung (Atome polarisiert) eines durch eine angelegte Spannung polarisierten Isolators.

Die Animation zeigt die symbolische Darstellung (orange) und die atomare Vorstellung (Atome unpolarisiert) eines Isolators.

Die Animation zeigt die symbolische Darstellung (blau) und die atomare Vorstellung (Elektronenüberschuss) eines negativ geladenen Leiters.

Die Animation zeigt die symbolische Darstellung (grau) und die atomare Vorstellung (Elektronenbewegung vom Minus- zum Pluspol) eines Leiters mit angeschlossener Spannungsquelle.

Die Animation zeigt die symbolische Darstellung (grau) und die atomare Vorstellung (Ladungsausgleich) eines elektrisch neutralen Leiters.

Die Animation zeigt die symbolische Darstellung (rot) und die atomare Vorstellung (Elektronenmangel) eines positiv geladenen Leiters.

Die Animation zeigt den Aufbau, die Durchführug und die Beobachtung beim Anschluss einer Dreiecksglimmlampe an eine Wechselspannung.

Downloads:

Die Animation zeigt den Aufbau und die Funktionsweise einer Ein-Aus-Schaltung.

Downloads:
Schalter S
HTML5-Canvas nicht unterstützt!

Die Simulation zeigt eine Ein-Aus-Schaltung mit einem Schalter und einer Glühlampe.

HTML5-Canvas nicht unterstützt!

Die Simulation zeigt die notwendigen Bestandteile eines geschlossenen Stromkreises.

Schalter S1
Schalter S2
Schalter S3
HTML5-Canvas nicht unterstützt!

Die Simulation zeigt eine Kreuzschaltung mit zwei Umschaltern, einem Kreuzschalter und einer Glühlampe.

Schalter S1
Schalter S2
HTML5-Canvas nicht unterstützt!

Die Simulation zeigt eine ODER-Schaltung mit zwei Schaltern und einer Glühlampe.

Lampe L1
Lampe L2
HTML5-Canvas nicht unterstützt!

Die Simulation zeigt die Parallelschaltung zweier Glühlampen.

Lampe L1
Lampe L2
HTML5-Canvas nicht unterstützt!

Die Simulation zeigt die Reihenschaltung zweier Glühlampen.

Schalter S
HTML5-Canvas nicht unterstützt!

Die Simulation zeigt eine Umschaltung mit einem Umschalter und zwei Glühlampen.

Schalter S1
Schalter S2
HTML5-Canvas nicht unterstützt!

Die Simulation zeigt eine UND-Schaltung mit zwei Schaltern und einer Glühlampe.

Schalter S1
Schalter S2
HTML5-Canvas nicht unterstützt!

Die Simulation zeigt eine Wechselschaltung mit zwei Umschaltern und einer Glühlampe.

Die Animation zeigt den Aufbau, die Durchführung und die Beobachtung des Versuchs zur Parallelschaltung einer Glimmlampe und einer Glühlampe.

Die Animation zeigt den Aufbau, die Durchführung und die Beobachtung des Versuchs zur Reihenschaltung einer Glimmlampe und einer Glühlampe.