1 1 Lösung von: Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Bei Strom- & Heizkreislauf lassen sich...

Repetition Elektrik Schüler-GruppenarbeitRepetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit

11

Lösung von:

Bei Strom- & Heizkreislauf lassen sich Bei Strom- & Heizkreislauf lassen sich vergleichen …vergleichen …Bei Strom- & Heizkreislauf lassen sich Bei Strom- & Heizkreislauf lassen sich vergleichen …vergleichen …

Der Heizungskreislauf

Der Stromkreislauf

Gibt Energie in den Kreislauf ab

Leitet Energie in einem geschlossenen Kreis

Nimmt Energie und gibt sie dann wieder ab

Ein Unterbruch im Kreis stoppt den

Energiefluss

Ofen Batterie oder Akku

Elektrokabel

Lampe, strahlt Licht ab

Schalter, korrodierte Kabel

Rohrleitung

Radiator

Lukas von Euw

Ventil, Leitungsbruch


22

Lösung von:

Verschieden sind bei Strom- & Heizkreislauf…Verschieden sind bei Strom- & Heizkreislauf…Verschieden sind bei Strom- & Heizkreislauf…Verschieden sind bei Strom- & Heizkreislauf…

Unterschiede

-Primärenergie zur Umwandlung

-Transportierte Energie

-Transportmedium für die Energie

-Verteilungssystem, Leitung

-Erfolgsenergie zur Nutzung

-Name der Einheiten

Daniela Späni

Heizkreislauf

Stromkreis

-Erdöl ( Gas- Elektrizität- Wärmetauscher) in Wasserwärme-Wärme, Bewegung der Wassermoleküle

-Wassermoleküle

-Wasserleitungsrohr

-Abwärme des Radiators oder der Bodenheizung zur Raumerwärmung

-Wasserkraft(oder Atom- Sonnen- Windenergie-Elektrizität, Bewegung der Moleküle-freie Elektronen

-Elektrokabel aus Kupfer-elektrischer Antrieb, el. Beleuchtung, el. Heizung, usw.

Volt * Ampère = Watt

Masse * Grad Celsius= Watt

Zeit


33

Lösung von:

Vergleich im DétailVergleich im DétailVergleich im DétailVergleich im Détail

Da wir elektrischen Strom nicht unmittelbar sehen können Da wir elektrischen Strom nicht unmittelbar sehen können hilft es, ein Denkmodell anzuwenden. Die Zentralheizung hilft es, ein Denkmodell anzuwenden. Die Zentralheizung stellt einen geschlossenen Kreislauf dar und hat mit dem stellt einen geschlossenen Kreislauf dar und hat mit dem Stromkreislauf viele Gemeinsamkeiten.Stromkreislauf viele Gemeinsamkeiten.

Der StromkreislaufDer Stromkreislauf

Wie kommt die Energie in den Kreislauf?Wie kommt die Energie in den Kreislauf?

Welches Medium transportiert die Energie?Welches Medium transportiert die Energie?

Wie wird die Energie abgegeben?Wie wird die Energie abgegeben?

Sabrina Schuler

Im Zimmer-Radiator kann die Energie an der grossen Oberfläche des Heizkörpers aus dem Wasser und durch das Blech in die Zimmerluft gelangen.

Die Zentralheizung als KreislaufWie kommt die Energie in den Kreislauf?

Welches Medium transportiert die Energie?

Die Wassermoleküle transportieren die Energie.

Wie wird die Energie abgegeben?

Die in Holz oder Erdöl gebundene Energie wird im Ofen zu Wärme verwandelt.

Durch Batterien oder Akkus oder Trafos als Spannungsquelle.

Die freien Elektronen transportieren die Energie.

Die Lampe, strahlt Licht ab.


44

Lösung von:

Ein elektrischer Leiter …Ein elektrischer Leiter …Ein elektrischer Leiter …Ein elektrischer Leiter …

… hat freie Elektronen

… ist meist aus Metall

… kann Strom leiten, wenn eine Spannung anliegt

… verbindet Stromquelle und Spannungsverbraucher

… leitet bei Hitze schlechter als bei Kälte

… hat zu seinem Gegenteil den ISOLATOR

jo strebel


55

Lösung von:

Ich stelle mir Wärme - Strom so vor…Ich stelle mir Wärme - Strom so vor…Ich stelle mir Wärme - Strom so vor…Ich stelle mir Wärme - Strom so vor…

Unbedingt nötig:

Die Wärmequelle

(auf diesem Bild der Ofen)

Unbedingt nötig:

Der Wärmeabstrahler

(auf diesem Bild der Radiator)

Unbedingt nötig: die Wärmeleiter, die Heizungsrohre bringen die Energie in die gewünschten Zimmer

Die Wärme wird im Keller erzeugt, damit Gestank in der Wohnung vermieden

werden kann. Zudem können Kaminfeger und

Heizungsmonteur ihre Arbeit verrichten, ohne den

Wohnraum zu verschmutzen. Vor einer

Fehlfunktion oder gar einem Brand muss nur ein Raum

speziell abgesichert werden.

Würde der Radiator fehlen, könnte die Wärme nur durch die Heizungsrohre entweichen. Dies würde zu langsam ablaufen und deshalb der Wasserdruck ansteigen, bis ein Rohr bricht oder ein Sicherheitsventil aufgeht. Um das zu verhindern sind Temperaturfühler eingebaut, die den Heizkessel abschalten, wenn keine Wärme benötigt wird.

Daniela Späni


66

Lösung von:

Der Stromkreis besteht mindestens aus…Der Stromkreis besteht mindestens aus…Der Stromkreis besteht mindestens aus…Der Stromkreis besteht mindestens aus…

Hier eine Lampe. Würde der Wiederstand fehlen, käme es zu einem Kurzschluss. Um das zu verhindern, sind elektrische

Sicherungen eingebaut, die den Stromfluss sofort trennen. Wenn er

einen eingestellten Wert überschreitet.

Bringt die Energie von der Quelle zum Verbraucher (Widerstand)

...einer Spannungsquel

le(Manchmal auch Stromquelle

genannt)

...einem LeiterHier ein Stromkabel

...einem Widerstand(manchmal auch Verbraucher genannt)

Lukas von Euw


77

Lösung von:

Im einfachen Stromkreis ist…Im einfachen Stromkreis ist…Im einfachen Stromkreis ist…Im einfachen Stromkreis ist…

1

1

2

3

4

4

2

5

5

3

Lukas von Euw


88

Lösung von:

Bei Gleichstrom fliessen die Elektronen…Bei Gleichstrom fliessen die Elektronen…Bei Gleichstrom fliessen die Elektronen…Bei Gleichstrom fliessen die Elektronen…

Beim Gleichstrom “drückt“ eine Batterie die Elektronen gleichmässig auf einer Seite in den Stromleiter.

Die Elektronen laufen dann im Gänsemarsch durch den Leiter.

Bei der Lampe wird es eng, deshalb glüht der Leiter und gibt Licht ab.Danach werden die Elektronen noch zurück in die Batterie geschoben.

Kein einziges Elektron geht verloren.

Stromkreis in Digitalgeräten

Gleichstrom eignet sich bestens zur Übertragung von Information. Alle digitalen Geräte (Radio, Fernseher, PC) verwandeln im Netzteil zuerst den Wechsel- in Gleichstrom.

Fabian Amacher


99

Lösung von:

Es gibt 2 Definitionen für die Stromrichtung!Es gibt 2 Definitionen für die Stromrichtung!Es gibt 2 Definitionen für die Stromrichtung!Es gibt 2 Definitionen für die Stromrichtung!

Technische Stromrichtung

ist ein steter Fluss von Elektronen vom Minuspol (-) der Quelle durch den Stromkreis zum Pluspol (+) der Quelle. Die Autoelektrik basiert auf 12V Gleichstrom.

Die meisten Geräte mit logischen Schaltungen (Chips) benötigen Gleichstrom von 5Volt.

Philip Zumsteg / Lukas von Euw

Weil die Entdecker vom Strom noch nicht genau wussten, was da fliesst, definierten sie den Stromfluss von + nach –

Diese Definition wurde beibehalten und heisst:

Technische Stromrichtung

Elektronenfluss

Nur bei Gleichstrom ist es sinnvoll von der Stromrichtung zu sprechen. Wechselstrom ändert seine Richtung ohnehin 50 mal pro Sekunde. (Bei den SBB 16,66 mal)

e-


1010

Lösung von:

Im Wechselstrom bewegen sich die Im Wechselstrom bewegen sich die Elektronen…Elektronen…Im Wechselstrom bewegen sich die Im Wechselstrom bewegen sich die Elektronen…Elektronen…

Wechselstrom ist eine Hin- und Her- Bewegung der Elektronen von 50mal pro Sekunde. Bei den SBB sind es 16,66mal pro Sekunde. Aus der Steckdose kommt Wechselstrom. Je nach Absicherung sind 6, 10 oder 15 Ampère Stromstärke möglich, bei 230 -Volt

Der (-) und der (+) Pol werden vom Generator 50mal pro Sekunde gewechselt. Die Elektronen laufen hin und her.

Beim Wechselstrom "drückt" ein Generator die Elektronen pro Sekunde 50 mal im Stromleiter hin und her. Die Elektronen vibrieren im Leiter hin und her. Die Elektronen bei der Lampe werden im engen Teil heiss, deshalb glüht der Leiter und gibt Licht ab. Kein einziges Elektron geht verloren.

Daniela Späni


1111

Lösung von:

Aus der Steckdose kommt…Aus der Steckdose kommt…Aus der Steckdose kommt…Aus der Steckdose kommt…

Vorsicht Lebensgefahr

Wechselstrom ist „weniger“ gefährlich...

Aus der Steckdose kommt Wechselstrom.

Je nach Absicherung sind 6, 10 oder 15 Ampère Stromstärke möglich

Der (-) und der (+) Pol werden vom Generator 50mal pro Sekunde gewechselt. Die Elektronen laufen hin und her.

Fabian Amacher

Wechselstrom ist besser geeignet, Energie über weite Distanz zu übertragen.

Wechselstrom kann in Transformatoren in andere Spannung verwandelt werden.


1212

Lösung von:

Die Stromarten Die Stromarten ≈ ≈ undund = = unterscheide ich… unterscheide ich… (1)(1)Die Stromarten Die Stromarten ≈ ≈ undund = = unterscheide ich… unterscheide ich… (1)(1)

Lukas von Euw


1313

Lösung von:

Die Stromarten Die Stromarten ≈ ≈ undund = = unterscheide ich… unterscheide ich… (2)(2)Die Stromarten Die Stromarten ≈ ≈ undund = = unterscheide ich… unterscheide ich… (2)(2)

Lukas von Euw

Dies ist das Modell eines einfachen Wechselstromkreises


1414

Lösung von:

Den einfachen Stromkreis beherrsche ich…Den einfachen Stromkreis beherrsche ich…Den einfachen Stromkreis beherrsche ich…Den einfachen Stromkreis beherrsche ich…

Lukas von Euw


1515

Lösung von:

Parallel- und Seriellschaltung erkenne ich…Parallel- und Seriellschaltung erkenne ich…Parallel- und Seriellschaltung erkenne ich…Parallel- und Seriellschaltung erkenne ich…

seriell parallel

Gleiche Lampe je halbe Spannung

Lampenspannung = Batteriespannung

Mehr Strom fliesstWeniger Strom fliesst

Andreas Schuler


1616

Lösung von:

Spannung messe ich…Spannung messe ich…Spannung messe ich…Spannung messe ich…

Wie messe ich die Spannung?

Spannung messen wir parallel zum Stromverbraucher in Volt (V)

Das Voltmeter nimmt selber möglichst wenig Strom auf, um die Messung nicht zu verfälschen.

Sabrina Schuler


1717

Lösung von:

Strom messe ich…Strom messe ich…Strom messe ich…Strom messe ich…Fabian Amacher

Der Strom (Ampère) wird immer seriell im Stromkreis gemessen...

Das Ampère verbraucht möglichst keine Spannung, um die Messung nicht zu verfälschen.

Wie messe ich den Strom?

aufbrecheaufbrechenn


1818

Lösung von:

U und I messen wir…U und I messen wir…U und I messen wir…U und I messen wir…

Sabrina Schuler

Handhabung Strommessgerät

Ampèremeter Der Strom [Ampère] wird

immer seriell im Stromkreis gemessen..

R = U / I

Wenn du U := die Spannung [V] durch I := den Strom [A] teilst

erhältst du den Widerstand [Ohm]

Handhabung SpannungsmessgerätVoltmeterDie Spannung [Volt] wird immer parallel über dem Verbraucher gemessen

Das Ampèremeter verbraucht möglichst keine Spannung, um die Messung nicht zu verfälschen.

Das Voltmeter nimmt selber möglichst wenig Strom auf, um die Messung nicht zu verfälschen.

Mit U und I kann ich R berechnen(nach dem Ohmschen Gesetz)

Wie messe ich den Strom? Wie messe Ich die Spannung?


1919

Lösung von:

Die Messgeräte kann ich einsetzen… (1)Die Messgeräte kann ich einsetzen… (1)Die Messgeräte kann ich einsetzen… (1)Die Messgeräte kann ich einsetzen… (1)Sabrina Schuler

Nein, das Zeichen für die Spannungsquelle zeigt Gleichstrom


2020

Lösung von:

Die Messgeräte kann ich einsetzen… (2)Die Messgeräte kann ich einsetzen… (2)Die Messgeräte kann ich einsetzen… (2)Die Messgeräte kann ich einsetzen… (2)Lukas von Euw


2121

Lösung von:

R = …R = …R = …R = …Fabian Amacher

U / I

Wenn du U := die Spannung [V] durch I := den Strom [A]

teilst erhältst du den Widerstand [Ohm]

R= U/I

U IDer Strom [Ampère] wird immer seriell im Stromkreis gemessen

Das Ampèremeter verbraucht möglichst keine Spannung, um die Messung nicht zu verfälschen

Wie messe ich R (Widerstand)?

Die Spannung [Volt] wird immer parallel über dem Verbraucher gemessenDas Voltmeter nimmt selber möglichst wenig Strom auf, um die Messung nicht zu verfälschen.


2222

Lösung von:

Bei der Parallelschaltung…Bei der Parallelschaltung…Bei der Parallelschaltung…Bei der Parallelschaltung…

Mehrere Kassen nebeneinander offen

mehrspurige Autobahn in eine Fahrt-Richtung

Gleiche Spannung wie die Quelle, alle Lampen brennen gleich hell.

Parallel, nebeneinander, mehr Strom(pro Verbraucher) bei gleicher Spannung.

Gleicher Strom durch jede Lampe, also doppelter Strom im gemeinsamen Teil des Stromkreises.

Fabian Amacher Lukas von Euw Drei baugleiche Lampen !Drei baugleiche Lampen !


2323

Lösung von:

Drei parallel geschaltete Widerstände rechnen Drei parallel geschaltete Widerstände rechnen sich…sich…RR11 = 50 = 50Ω,Ω,, R, R22 = 100 = 100 ΩΩ , R , R33 = 400 = 400ΩΩ

Drei parallel geschaltete Widerstände rechnen Drei parallel geschaltete Widerstände rechnen sich…sich…RR11 = 50 = 50Ω,Ω,, R, R22 = 100 = 100 ΩΩ , R , R33 = 400 = 400ΩΩ

Parallel, nebeneinander, mehr Strom bei gleicher Spannung (pro Verbraucher)

50 Ohm

100 Ohm

400 Ohm

12V

Spannung: 12V

Stromstärke: 0,390A

Ersatzwiderstand: 30.8 Ohm

Andreas Schuler

1 = 1 + 1 + 1

30,8 50 100 400

R = 30,8 Ω


2424

Lösung von:

Bei der Serieschaltung…Bei der Serieschaltung…Bei der Serieschaltung…Bei der Serieschaltung…

...bekommen alle Wiederstände gleich viel Strom, jedoch nur einen Teil der Gesamtspannung.

...das heisst:

Sollte ein Wiederstand brechen, fliesst kein Strom mehr durch den Stromkreis Stromunterbruch.

...ist es wie bei einer Kette! Bricht die Kette, kann man daran nicht mehr ziehen...


2525

Lösung von:

Drei Widerstände in Serie berechnen sich…Drei Widerstände in Serie berechnen sich… R R11 = 50 = 50Ω Ω , R, R22 = 100 = 100 ΩΩ , R , R33 = 400 = 400ΩΩDrei Widerstände in Serie berechnen sich…Drei Widerstände in Serie berechnen sich… R R11 = 50 = 50Ω Ω , R, R22 = 100 = 100 ΩΩ , R , R33 = 400 = 400ΩΩ

Spannung der Batterie: 12,0 V

Widerstand 1 = 50Widerstand 1 = 50Ω Ω Spannung = 1,09 VSpannung = 1,09 VStromstärke = 0,0218 AStromstärke = 0,0218 A

Widerstand 2 = 100 Widerstand 2 = 100 Ω Ω Spannung = 2,18 VSpannung = 2,18 VStromstärke = 0,0218 AStromstärke = 0,0218 A

Widerstand 3 = 400 Widerstand 3 = 400 ΩΩ Spannung = 8,73 VSpannung = 8,73 VStromstärke = 0,0218 AStromstärke = 0,0218 A Formel für den

Gesamtwiderstand: R total = R1 + R2 + R3

R = 550 Ω


2626

Lösung von:

Parallel oder seriell geschaltete Widerstände…Parallel oder seriell geschaltete Widerstände…Parallel oder seriell geschaltete Widerstände…Parallel oder seriell geschaltete Widerstände…

1

1 2 3

4

4

3 2


2727

Lösung von:

P =P =P =P =

P = Leistung

Elektrische Leistung erzeugt der Strom in Verbindung mit der angelegten Spannung, also das Produkt aus Strom mal Spannung.

Die Einheit ist Watt [W], der Formelbuchstabe ist ein P.

Formel: P = U * I

Beispiel: 230V * 30A = 6900 W = 6,9 kW

Zu Ehren von James Watt, dem Erfinder der Dampfmaschine, wurde die Leistungsangabe nach ihm benannt, deshalb Watt.


2828

Lösung von:

Das Etikett auf jedem Elektrogerät sagt…Das Etikett auf jedem Elektrogerät sagt…Das Etikett auf jedem Elektrogerät sagt…Das Etikett auf jedem Elektrogerät sagt…

Bohrhammer620 W 230 V 2.7 A 85.32 Ω

U= P

I

I= U

R

R= U

I

U= R * I

P= U * I

U := Spannung [V]

I :=Strom [A]R := Wiederstand [Ohm]

P := Leistung [W]

Andreas Schuler


2929

Lösung von:

Lebensgefahr besteht wenn…Lebensgefahr besteht wenn…Lebensgefahr besteht wenn…Lebensgefahr besteht wenn…Sabrina Schuler

Fliesst der Strom übers Herz ? Akute Lebensgefahr,Herzkammerflimmern

Fliesst der Strom durch den Körper? Lebensgefahr, die Muskeln verkrampfen, die Zellflüssigkeit siedet, Zellen platzen, der Körper brennt

Fließt der Strom über das Herz, versucht dieses, den äußeren Impulsen zu folgen. Es entstehen Rhythmusstörungen oder sogar Herzkammerflimmern, was ohne sofortige Hilfe zum Tod führt.

Fließt nun ein von außen kommender Strom durch den Körper, der größer als die körpereigenen Ströme ist, dann verkrampfen sich die Muskeln, die äußere Stromquelle kann nicht mehr losgelassen werden.

Im Zweifelsfall den Stecker herausziehen oder gar die Sicherung abschalten.

Als Experte isolierende Schuhe (Handschuhe) tragen und messen vor berühren.


3030

Lösung von:

Lebensgefahr besteht weil…Lebensgefahr besteht weil…Lebensgefahr besteht weil…Lebensgefahr besteht weil…

...ein Starkstromschlag dich töten kann ...ein Kurzschluss dich und

das Haus in Brand setzen kann.

...schon ein minimaler Strom von 50mA oder eine Spannung von 50V dein Herz lähmen kann und du dann an Herzversagen sterben kannst.

...wenn man einen Starkstromschlag (meist mit Verbrennungen) überlebt hat, dann hat man häufig nach Jahren mit Spätfolgen zu rechnen, oder man wird wahrscheinlich sogar früher sterben!

Lukas von Euw


3131

Lösung von:

Über die Gefahr der Elektrizität weiss ich…Über die Gefahr der Elektrizität weiss ich…Über die Gefahr der Elektrizität weiss ich…Über die Gefahr der Elektrizität weiss ich…Sabrina Schuler


3232

Lösung von:

Repetition Elektrik Inhalt Folien 1 - 16Repetition Elektrik Inhalt Folien 1 - 16Repetition Elektrik Inhalt Folien 1 - 16Repetition Elektrik Inhalt Folien 1 - 16

Fabian Amacher

1. Bei Strom- & Heizkreislauf lassen sich vergleichen …

2. Verschieden sind bei Strom- & Heizkreislauf…

3. Vergleich im Détail

4. Ein elektrischer Leiter …

5.5. Ich stelle mir Wärme - Strom so vor…Ich stelle mir Wärme - Strom so vor…

6.6. Der Stromkreis besteht mindestens aus…Der Stromkreis besteht mindestens aus…

7. Im einfachen Stromkreis ist…

8. Bei Gleichstrom fliessen die Elektronen…

9. Es gibt 2 Definitionen für die Stromrichtung!

10. Im Wechselstrom bewegen sich die Elektronen…

11. Aus der Steckdose kommt…

12. Die Stromarten ≈ und = unterscheide ich… (1)

13. Die Stromarten ≈ und = unterscheide ich… (2)

14. Den einfachen Stromkreis beherrsche ich…

15. Parallel- und Seriellschaltung erkenne ich…

16. Spannung messe ich…


3333

Lösung von:

Repetition Elektrik Inhalt Folien 17 - 32Repetition Elektrik Inhalt Folien 17 - 32Repetition Elektrik Inhalt Folien 17 - 32Repetition Elektrik Inhalt Folien 17 - 32

Fabian Amacher

17. Strom messe ich…

18. U und I messen wir…

19. Die Messgeräte kann ich einsetzen… (1)

20.20. Die Messgeräte kann ich einsetzen… (2)Die Messgeräte kann ich einsetzen… (2)

21.21. R = …R = …

22.22. Bei der Parallelschaltung…Bei der Parallelschaltung…

23.23. Drei parallel geschaltete Widerstände rechnen sich…Drei parallel geschaltete Widerstände rechnen sich…

24.24. Bei der Serieschaltung…Bei der Serieschaltung…

25.25. Drei Widerstände in Serie berechnen sich…Drei Widerstände in Serie berechnen sich…

26.26. Parallel oder seriell geschaltete Widerstände…Parallel oder seriell geschaltete Widerstände…

27.27. P =P =

28.28. Das Etikett auf jedem Elektrogerät sagt…Das Etikett auf jedem Elektrogerät sagt…

29.29. Lebensgefahr besteht wenn…Lebensgefahr besteht wenn…

30.30. Lebensgefahr besteht weil…Lebensgefahr besteht weil…

31.31. Über die Gefahr der Elektrizität weiss ich…Über die Gefahr der Elektrizität weiss ich…

32.32. Repetition Elektrik Inhalt Folien 1 - 16Repetition Elektrik Inhalt Folien 1 - 16

1 1 Lösung von: Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Bei Strom- & Heizkreislauf lassen sich...

Documents

Transcript of 1 1 Lösung von: Repetition Elektrik Schüler-Gruppenarbeit Bei Strom- & Heizkreislauf lassen sich...