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===Arbeitsauftrag===
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==Aufgaben zu elektrischen Schaltungen==
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[[Datei:Doppelschichtkondensator mit Euro klein.jpg|thumb|Der Doppelschichtkondensator mit angelöteten Kupferdrähten.<br/>Links die Markierung des Minus-Pols.]]
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'''1)''' Zeichne zu den aufgebauten Stromkreisen einen Schaltplan.
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;Der Kondensator betreibt eine Lampe
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*Laden Sie den Kondensator auf, indem Sie ihn direkt an die Batterrie halten. (AUF DIE POLUNG ACHTEN!) Betreiben Sie mit dem Kondensator die LED oder das Glühlämpchen.
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:Notieren Sie Ihre Beobachtungen.
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:Erklären Sie Ihre Beobachtungen mit Hilfe eines Vergleichs zu einem aufgepumptem Fahrradreifen.
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;Messen Ladevorgangs
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*Bauen Sie den Stromkreis nach dem Schaltplan oder dem Vorbild auf.
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*Laden Sie einen vorher vollständig entladenen Kondensator mit einer Batterie auf.
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:Messen Sie während des Ladevorgangs die Spannung am Kondensator und den Ladestrom und tragen Sie Ihre Ergebnisse in eine Tabelle ein. Zu Beginn des Ladevorgangs ist es sinnvoll in kurzen Abständen zu messen, später reichen größere Zeitabstände. Der Kondensator gilt als geladen, wenn die Stärke des Ladestroms weniger als 5 mA beträgt.
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Zeit    t in sec  | 0 | 2 | 4 | 6 | ...
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Spannung    U in V |  |  |  |  | ...
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Stromstärke I in A |  |  |  |  | ...
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:*Erstellen Sie jeweils ein Diagramm des Spannungs und Stromstärkeverlaufs über die Zeit.
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:*Berechnen Sie mit Hilfe der Integration des Stromstärkeverlaufs den Verlauf der Ladung über die Zeit.
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:*Erstellen Sie ein Diagramm der Spannung über die Ladung.
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::Berechnen Sie daraus die in den Kondensator hineingeflossene Energie. (Siehe [[Das_Konzept_der_Energie#Berechnung_von_Energiemengen_bei_veränderlichem_Potential|Energie und Potential]])
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;Messen des Entladevorgangs
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*Entladen Sie den Kondensator, indem Sie das Lämpchen betreiben.
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:Messen Sie während des Entladevorgangs wieder die Spannung und die Stromstärke:
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Zeit    t in sec  | 0 | 2 | 4 | 6 | ...
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Spannung    U in V |  |  |  |  | ...
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Stromstärke I in A |  |  |  |  | ...
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:*Erstellen Sie jeweils ein Diagramm des Spannungs und Stromstärkeverlaufs über die Zeit.
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:*Berechnen Sie mit Hilfe der Integration des Stromstärkeverlaufs den Verlauf der Ladung über die Zeit.
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:*Erstellen Sie ein Diagramm der Spannung über die Ladung.
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::Bestimmen Sie aus dem U-Q-Diagramm die Menge der über die Lampe abgegebenen Energie.
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|[[Bild:Arbeitsblatt Schaltpläne zeichnen A1a.png|350px]]
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|[[Bild:Arbeitsblatt Schaltpläne zeichnen A1b.png|350px]]
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'''2)''' Welche der Schaltkreise gehören zusammen?  Male dazu Gebiete aus Kabeln und Schaltern in den gleichen Farben wie bei a) an! Ein Gebiet wird immer von der Batterie, den Lampen oder einem Schalter begrenzt.
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[[Bild:Arbeitsblatt Schaltpläne zeichnen A2.png|650px]]
  
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;Material
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'''3)''' a) Zeichne einen übersichtlichen Schaltplan.
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:Flachbatterie, Kroko-Kabel, Doppelschicht-Kondensator (5,5V/1F), LED, Lämpchen (4V/40mA), zwei Multimeter, Steckbrett, 4 Kabel, einige Steckverbindungen, 4 Verbindungsstangen mit Krokoklemmen, eine Stoppuhr,
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:b) Trage in die Tabelle alle Schalterpositionen ein und schreibe dazu welche Lämpchen brennen.
  
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;Aufbau
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[[Image:Arbeitsblatt Schaltpläne zeichnen A3.png|350px]]
  
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'''''ACHTUNG! Das Stromstärkemessgerät NIE direkt an die Spannungsquelle anschließen!'''''
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{| style="border-spacing:0;margin:auto;width:17.595cm;"
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| align=center style="border-top:0.05pt solid #000000;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" | '''S1'''
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| align=center style="border-top:0.05pt solid #000000;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" | '''S2'''
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| align=center style="border-top:0.05pt solid #000000;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" | '''S3'''
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| align=center style="border-top:0.05pt solid #000000;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" | '''L1'''
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| align=center style="border:0.05pt solid #000000;padding:0.097cm;" | '''L3'''
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| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:none;padding:0.097cm;" | an
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| align=center style="border-top:none;border-bottom:0.05pt solid #000000;border-left:0.05pt solid #000000;border-right:0.05pt solid #000000;padding:0.097cm;" | an
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Sonst brennt die Sicherung durch.
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'''4)''' a) Zeichne einen übersichtlichen Schaltplan.
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:b) Erstelle eine Tabelle aller Schalterpositionen und Lämpchen wie in Aufgabe 3).
  
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<gallery widths=240px heights=200px  perrow=2 >
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[[Image:Arbeitsblatt Schaltpläne zeichnen A4.png|350px]]
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Bild:Praktikum Kondensator Aufbau Laden.jpg|Der Ladevorgang: <br/>Man klemmt die Batterie an.
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Bild:Praktikum Kondensator Aufbau Entladen.jpg|Der Kondensator betreibt das Lämpchen: <br/>Man klemmt die Batterie ab und ersetzt sie durch einen Verbindungsstecker.
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Bild:Praktikum Kondensator Schaltplan mitLämpchen Laden Potential.png|Das elektrische Potential während des Ladevorgangs. Ohne den Widerstand des Lämpchens würde das Potential nur innerhalb des Kondensators abfallen und wäre nicht messbar.
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Bild:Praktikum Kondensator Schaltplan mitLämpchen Entladen Potential.png|Während des Entladens gibt es nur zwei Potentialgebiete.
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</gallery>
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<br style="clear: both" />
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Aktuelle Version vom 8. Mai 2026, 21:29 Uhr

Aufgaben zu elektrischen Schaltungen

1) Zeichne zu den aufgebauten Stromkreisen einen Schaltplan.

Arbeitsblatt Schaltpläne zeichnen A1a.png Arbeitsblatt Schaltpläne zeichnen A1b.png

2) Welche der Schaltkreise gehören zusammen? Male dazu Gebiete aus Kabeln und Schaltern in den gleichen Farben wie bei a) an! Ein Gebiet wird immer von der Batterie, den Lampen oder einem Schalter begrenzt.

Arbeitsblatt Schaltpläne zeichnen A2.png

3) a) Zeichne einen übersichtlichen Schaltplan.

b) Trage in die Tabelle alle Schalterpositionen ein und schreibe dazu welche Lämpchen brennen.

Arbeitsblatt Schaltpläne zeichnen A3.png

S1 S2 S3 L1 L2 L3
1 1 1 an an an
1 1 0
1 0
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.
.
.
.

4) a) Zeichne einen übersichtlichen Schaltplan.

b) Erstelle eine Tabelle aller Schalterpositionen und Lämpchen wie in Aufgabe 3).

Arbeitsblatt Schaltpläne zeichnen A4.png

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