Reihen- und Parallelschaltung
| Publikation: | 1.2.2001 |
| Lernstufe: | 3 |
| Übersicht: | Zwei Glühlämpchen zum Leuchten bringen: Reihenschaltung und Parallelschaltung (1 Unterrichtsstunde). Ein "Luxmeter" bauen. |
| Ziele: | Einen Stromkreis zusammenbauen, um ein Glühlämpchen zum Leuchten zu bringen, Begriffe der Reihen- und Parallelschaltung. |
| Angestrebte Kenntnisse: |
Elektrische Stromkreise mit einer Batterie als Stromquelle:
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| Dauer: | 1 Unterrichtsstunde |
| Herkunft: | La main à la pâte, Paris |
Ablauf
Fragestellung: Wie bringen wir zwei Glühlämpchen mit nur einer Batterie zum Leuchten?
Die Schüler/innen zeichnen den elektrischen Stromkreis, den sie aufbauen wollen. Dann führen sie in Gruppen die Versuche durch.
Jede Gruppe schreibt ihre Beobachtungen auf, auch wenn die Glühlämpchen nicht leuchten.
Schließlich zeichnet ein/e Schüler/in aus jeder Gruppe einen Stromkreis an die Tafel, bei dem die Glühlämpchen angehen.
Dabei wird festgestellt, dass zwei Arten von Schaltungen die Glühlämpchen zum Leuchten bringen. In dem einen Fall handelt es sich um eine Reihenschaltung, bei der ein Draht von einem der Pole der Batterie zunächst zum ersten Glühlämpchen führt, dann ein weiterer Draht vom ersten zum zweiten Glühlämpchen führt, und schließlich ein dritter Draht vom zweiten Glühlämpchen zum anderen Pol der Batterie führt. Im anderen Fall handelt es sich um eine Parallelschaltung, bei der von beiden der Pole der Batterie jeweils ein Draht zu jeder der beiden Glühlämpchen führt.
Frage: Bei welcher Schaltung leuchtet das Glühlämpchen heller?
Beide Schaltungen werden zusammengebaut und nebeneinander getestet, um den
Helligkeitsunterschied zu beobachten. Die in Reihe geschalteten Glühlämpchen
leuchten weniger hell als die parallel geschalteten Glühlämpchen. (Das
Ergebnis kann allerdings verfälscht werden, wenn eine der Batterien
bereits stark entleert ist und nicht mehr ihre Sollspannung abgibt, es
empfielt sich dann den Versuch mit vertauschten Batterien zu wiederholen.)
Man kann jetzt den Begriff der Lichtintensität einführen.
Ergänzende Aktivitäten
Wie misst man die Lichtintensität?
Die unterschiedliche Lichtintensität der Glühlämpchen in einer Reihenschaltung und in einer Parallelschaltung vergleichen: Das Ziel dieser Unterrichtsstunde ist es, ein Verfahren zum Messen der Lichtintensität eines Glühlämpchens zu finden.
Man kann die Lichtintensität folgendermaßen untersuchen: Man überlagert Papierstreifen unterschiedlicher Länge. Die Intensität des Lichts ist umso größer, durch je mehr Papierlagen das Licht hindurch scheinen kann.
Abb. 1: Vorrichtung zur Messung der Lichtintensität
Diese Vorrichtung zum Messen der
Lichtintensität anfertigen und an mehreren Schaltungen testen,
dabei erst 2 und dann 3 Glühlämpchen in Reihe schalten, eine
oder mehrere Batterien verwenden usw.
Die Schüler/innen können die Schaltung zeichnen und die Lichtintensität der
verschiedenen Glühlämpchen in die Schaltung notieren.
Material
Für eine Zweier- oder Dreiergruppe:
- (mindestens) 2 Glühlämpchen (3,5 V) + Fassungen
- (mindestens) 1 Flachbatterie (4,5 V)
- isolierte Drähte (an den Enden Isolierung entfernen)
- Vorlage zum Bau eines "Luxmeter" (PDF-Datei)
