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==Aufgaben zur Energie==
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==Praktikum elektrische Schaltungen==
====Energieträger und Energieformen====
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{|class="wikitable" style="float:right;"
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;Material für alle Aufgaben:
!
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*1 Netzgerät bis 12V Spannung
Energieträger
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*2 Kabel
! colspan="2" "|
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*1 Steckplatte
Name der Energieform
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*2 Lämpchen
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*2 Schalter
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*10 Brückenstecker
Holz
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|colspan="2"|chemische Energie
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<math>\qquad</math>
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[[Datei:Praktikum Schaltungen STROMKREIS MATERIAL klein.jpg|300px]]
heißes Wasser
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|colspan="2"|Wärmeenergie
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[[Datei:Schaltplan Stromkreis mit Lämpchen und Spannungsquelle.png|250px]]
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geriebener Luftballon
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|colspan="2"|elektrische Energie
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Licht
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|colspan="2"|Lichtenergie<ref>Das Licht selbst besteht nicht aus Energie, es enthält die Energie! Was das Licht selbst ist, kann man nicht so einfach beantworten.</ref>
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laufender Mensch
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|Bewegungsenergie
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|rowspan="3"|mechanische Energie
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|-
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[[Media:Luftballon Druecken.jpg|zusammengedrückter Luftballon]]
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|Spannenergie
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hochgelegenes Wasser in einem Stausee
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|Lageenergie
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;A1 Zwei Lämpchen schalten
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Baue einen Stromkreis mit zwei Lämpchen auf, so dass
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:a) beide Lämpchen '''mit einem Schalter''' ein- und ausgeschaltet
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:b) beide Lämpchen '''mit zwei Schaltern''' getrennt geschaltet werden können.
  
'''1)''' Eine Batterie ist ein Energieträger. Denn in der Batterie steckt Energie, mit der man einen Motor antreiben kann.
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Zeichne zu beiden Fällen einen Schaltplan ins Heft.
*Nenne drei weitere Gegenstände, die auch Energieträger sind und sage, was man mit dieser Energie machen kann.
+
 
+
'''2)''' Die Tabelle zeigt, welche verschiedenen Namen man der Energie verschiedener Träger gegeben hat.
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*Nenne für jede Energieform ein ''anderes'' Beispiel in folgender Art:
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:"Der Wind, also Luft, die sich schnell bewegt, enthält Bewegungsenergie."
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<br style="clear: both" />
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{|class="wikitable" style="text-align: right; float:right; "
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Gegenstand
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Energiemenge in Joule
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Sonnenlicht auf einen m<sup>2</sup> für eine Sekunde
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1.300 J
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ein Liter Benzin
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30.000.000 J
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Akku eines E-Autos<ref>Siehe Wikipedia: [https://de.wikipedia.org/wiki/Tesla_Model_3#Batterietechnik Tesla Model 3]</ref>
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180.000.000 J
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aufgepumpter Fahrradreifen
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600 J
+
 
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Schulranzen auf einem ein Meter hohen Tisch
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100 J
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+
Ein Liter kochendes Wasser<ref>Im Vergleich zu Zimmertemperatur bei 20°C.</ref>
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300.000 J
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+
Fahrradfahrerin mit 30 km/h
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3.000 J
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|-
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eine Tafel Schokolade
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|style="border-style: solid; border-width: 5px "|
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2.000.000 J
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|}
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'''3)''' Aus der Tabelle kann man ablesen:
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:"Mit der Energie von 38 Stunden Sonnenlicht auf einen Quadratmeter kann man den Akku eines E-Autos aufladen."
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*Bilde drei weitere Sätze in dieser Art.
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<br style="clear: both" />
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+
==Energiewandler / Energieumlader==
+
 
+
[[Datei:Aufgaben_Energieumlader.png|399px|right]]
+
'''4) Energie für Maschinen'''
+
 
+
Ein Automotor bekommt mit dem Benzin seine Energie und setzt damit das Auto in Bewegung. Der Motor wird dabei auch sehr heiss. Der Motor lädt die Energie vom Benzin auf die Bewegung des Autos und auf den heissen Motor um. 
+
:'''a)''' Trage in die Energieumladerdiagramme die passenden Energieträger oder den Namen des Umladers ein!
+
:'''b)''' Wie kann man Energie von Licht auf Bewegung umladen? Zeichne dazu zwei geeignete Energieumlader hintereinander.
+
<br style="clear: both" />
+
 
+
[[Datei:Aufgabe_Energie_für_Mensch_und_Tier.png|435px|right]]
+
'''5) Energie für den Menschen'''
+
 
+
Mit welchen Energieträgern bekommen der Mensch, eine Kuh, eine Graspflanze und eine Weizenpflanze ihre Energie? In welche Träger wird die Energie hineingesteckt?
+
*Trage die Begriffe in die Diagramme unter die Pfeile ein!
+
  
Brot/Fleisch   Grashalme
+
;A2 UND-Schaltung
Muskelmasse&Fett&Milch
+
:a) Baue eine Schaltung mit einem Lämpchen und zwei Schaltern S1 und S2 auf, so dass das Lämpchen nur leuchtet, wenn S1 '''und''' S2 geschlossen sind.
Muskelmasse&Fett&Milch 
+
:b) Zeichne den Schaltplan.
Kot&Urin          Kot&Urin
+
Wärme           Wärme
+
Grashalme   Weizenkörner
+
Bewegung          Bewegung
+
Licht           Licht
+
  
*Zeichne eine Energieumladerkette für einen Menschen, der nur Fleisch isst und einen Menschen, der nur Brot ist. Wo kommt schlußendlich die Energie für den Menschen her?
+
;A3 ODER-Schaltung
<br style="clear: both" />  
+
:a) Baue eine Schaltung mit einem Lämpchen und zwei Schaltern S1 und S2 auf, so dass das Lämpchen nur leuchtet, wenn S1 '''oder''' S2 geschlossen ist.<ref>Auch wenn beide Schalter geschlossen sind, darf die Lampe leuchten. Man nennt das ein '''einschließendes oder'''. Beispiel: "Wenn ich von Oma oder meinen Eltern 100€ geschenkt bekomme, dann kann ich mir neue Schuhe kaufen." Wenn ich also von beiden Geld bekomme, dann reicht es auf jeden Fall.<br>Im Alltag verwendet man häufig auch ein ausschließendes oder, bei dem nicht beide Fälle gleichzeitig auftreten: "Ich komme heute Abend mit dem Rad oder mit dem Bus." Man wird also nicht mit dem Rad und mit dem Bus gleichzeitig kommen, das schließt sich aus.</ref>  
 +
:b) Zeichne den Schaltplan.
  
'''6) Viele verschiedene Energieumlader'''
+
;A4 Zusatzaufgabe Die WECHSEL-Schaltung
 +
Eine WECHSEL-Schaltung besteht ebenfalls aus einer Lampe und zwei besonderen Schaltern mit drei Anschlüssen. Hier kann man aber von jedem Schalter aus die Lampe ein- oder ausschalten (Bsp. Mehrere Lichtschalter im Zimmer).
 +
:a) Wie sieht so eine Wechselschaltung aus? Überlege mit einer Skizze.
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:b) Holt euch für diesen Versuch zwei WECHSELSCHALTER aus dem Schrank und baut eure Schaltung auf.
  
In [[Media: Energieumlader-Tabelle_teilausgefüllt_als_Aufgabe.pdf|dieser Tabelle]] sind viele Energieumlader aufgeführt. Auf der linken Seite sieht man, mit welchem Träger sie ihre Energie bekommen und oben kann man ablesen, mit welchem Träger sie die Energie wieder abgeben. Ein Baum bekommt seine Energie mit dem Licht und speichert sie in seinem Holz. Ein Ofen wiederum kann seine Energie mit Holz bekommen und sie mit der warmen Luft wieder abgeben.
+
Auf [https://www.leifiphysik.de/elektrizitaetslehre/einfache-stromkreise/aufgaben/wechselschaltung-animation dieser Seite] könnt ihr die Lösung nachschlagen.
  
*Ergänze die farbig markierten Lücken mit geeigneten Energieumladern.
+
==Fußnoten==
 +
<references>

Aktuelle Version vom 13. April 2026, 09:26 Uhr

Praktikum elektrische Schaltungen

Material für alle Aufgaben
  • 1 Netzgerät bis 12V Spannung
  • 2 Kabel
  • 1 Steckplatte
  • 2 Lämpchen
  • 2 Schalter
  • 10 Brückenstecker

[math]\qquad[/math]

Praktikum Schaltungen STROMKREIS MATERIAL klein.jpg

Schaltplan Stromkreis mit Lämpchen und Spannungsquelle.png

A1 Zwei Lämpchen schalten

Baue einen Stromkreis mit zwei Lämpchen auf, so dass

a) beide Lämpchen mit einem Schalter ein- und ausgeschaltet
b) beide Lämpchen mit zwei Schaltern getrennt geschaltet werden können.

Zeichne zu beiden Fällen einen Schaltplan ins Heft.

A2 UND-Schaltung
a) Baue eine Schaltung mit einem Lämpchen und zwei Schaltern S1 und S2 auf, so dass das Lämpchen nur leuchtet, wenn S1 und S2 geschlossen sind.
b) Zeichne den Schaltplan.
A3 ODER-Schaltung
a) Baue eine Schaltung mit einem Lämpchen und zwei Schaltern S1 und S2 auf, so dass das Lämpchen nur leuchtet, wenn S1 oder S2 geschlossen ist.[1]
b) Zeichne den Schaltplan.
A4 Zusatzaufgabe Die WECHSEL-Schaltung

Eine WECHSEL-Schaltung besteht ebenfalls aus einer Lampe und zwei besonderen Schaltern mit drei Anschlüssen. Hier kann man aber von jedem Schalter aus die Lampe ein- oder ausschalten (Bsp. Mehrere Lichtschalter im Zimmer).

a) Wie sieht so eine Wechselschaltung aus? Überlege mit einer Skizze.
b) Holt euch für diesen Versuch zwei WECHSELSCHALTER aus dem Schrank und baut eure Schaltung auf.

Auf dieser Seite könnt ihr die Lösung nachschlagen.

Fußnoten

  1. Auch wenn beide Schalter geschlossen sind, darf die Lampe leuchten. Man nennt das ein einschließendes oder. Beispiel: "Wenn ich von Oma oder meinen Eltern 100€ geschenkt bekomme, dann kann ich mir neue Schuhe kaufen." Wenn ich also von beiden Geld bekomme, dann reicht es auf jeden Fall.
    Im Alltag verwendet man häufig auch ein ausschließendes oder, bei dem nicht beide Fälle gleichzeitig auftreten: "Ich komme heute Abend mit dem Rad oder mit dem Bus." Man wird also nicht mit dem Rad und mit dem Bus gleichzeitig kommen, das schließt sich aus.