Elektrotechnik

Mit 2 Glühbirnen werden gemäß den folgenden Schaltplänen eine Reihen- und eine Parallelschaltung aufgebaut.




Die Frage ist nun, bei welcher Schaltung die Lämpchen heller brennen. Ein ideale Gelegenheit, sich gemeinsam mit den Kindern noch einmal über elektrischen Strom Gedanken zu machen. Der Strom fließt in einem geschlossenen Stromkreis durch alle Elemente, er hat an allen Stellen die gleiche Stromstärke. Der Vergleich mit einem richtigen Fluß ist hier tatsächlich angebracht. Der Strom trifft dabei auf eine "Verengung", einen Widerstand. Das Glühlämpchen ist dieser Widerstand. Nun kommt er aus dem Glühlämpchen wieder heraus und trifft auf das zweite Glühlämpchen, ein neuer Widerstand, eine weitere "Verengung". Das er dabei nicht stärker oder eben "schneller" wird, ist leicht zu vermuten. Die Reihenschaltung müßte also dazu führen, daß die Glühbirnen dunkler sind als bei der Parallelschaltung. Was passiert bei der Parallelschaltung?

Zunächst mal die Reihenschaltung:




Und so sieht die Parallelschaltung aus:



Man erkennt sehr schön, daß bei der Parallelschaltung die Glühbirnen deutlich heller sind als bei der Reihenschaltung.

Einige Eigenschaften dieser Schaltungen sind: Fällt bei der Reihenschaltung ein Glühbirnchen aus, weil es kapuut geht, dann erlischt sofort auch das zweite Glühbirnchen. Bei der Parallelschaltung gilt dies nicht. Der Strom in der Reihenschaltung ist an allen Stellen stets gleich. In der Parallelschaltung ist die anliegende Spannung an jedem Glühbirnchen stets gleich.

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Schaltet man ein Potentiometer und eine Glühbirne in Reihe, dann kann man die Helligkeit der Glühbirne stufenlos variieren. Der Widerstand beim Potentiometer kann zwisch 0 Ohm und dem angegebenen Maximalwiderstand durch Drehen am Rädchen eingestellt werden. Wie schon früher erwähnt erfolgt das über einen Schleifkontakt auf einer leitenden, aber elektrisch als Widerstand fungierenden Bahn.

Potentiometer werden unter anderem als Lautstärkeregler in Stereoanlagen, Radios und CD-Playern eingesetzt. Oft hört man beim Regeln der Lautstärke ein "Knistern" oder "Knacken". Das rührt daher, daß die Widerstandsbahn teilweise beschädigt ist und nicht mehr durchgängig sauber leitet.

Potentiometer werden auch als Schieberegler an Mischpulten für Tonstudios verwendert.

Der Widerstandsverlauf kann linear oder nichtlinear sein (z.B. logarithmisch). Trimmpotentiometer (diese werden auf Platinen aufgelötet) sind für den Abgleich einer Schaltung gedacht und haben meist nur einen Schraubendreherschlitz zum einmaligen Einstellen. Sie werden fest eingestellt und gegebenenfalls mit Lack fixiert.




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Was passiert, wenn man eine Klingel und eine Glühbirne in Reihe schaltet? Da bei der Klingel durch den Unterbrecher der Strom kurzzeitig nicht fließen kann, müßte die Glühbirne flackern (vorausgesetzt die Klingel ist nicht zu schnell und die Glühbirne ist nicht zu träge).

Der Versuch ist schnell aufgebaut:



Tatsächlich beginnt die Glühbirne zu flackern.

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Mit 2 Glühbirnen werden gemäß den folgenden Schaltplänen eine Reihen- und eine Parallelschaltung aufgebaut.




Die Frage ist nun, bei welcher Schaltung die Lämpchen heller brennen. Ein ideale Gelegenheit, sich gemeinsam mit den Kindern noch einmal über elektrischen Strom Gedanken zu machen. Der Strom fließt in einem geschlossenen Stromkreis durch alle Elemente, er hat an allen Stellen die gleiche Stromstärke. Der Vergleich mit einem richtigen Fluß ist hier tatsächlich angebracht. Der Strom trifft dabei auf eine "Verengung", einen Widerstand. Das Glühlämpchen ist dieser Widerstand. Nun kommt er aus dem Glühlämpchen wieder heraus und trifft auf das zweite Glühlämpchen, ein neuer Widerstand, eine weitere "Verengung". Das er dabei nicht stärker oder eben "schneller" wird, ist leicht zu vermuten. Die Reihenschaltung müßte also dazu führen, daß die Glühbirnen dunkler sind als bei der Parallelschaltung. Was passiert bei der Parallelschaltung?

Zunächst mal die Reihenschaltung:




Und so sieht die Parallelschaltung aus:



Man erkennt sehr schön, daß bei der Parallelschaltung die Glühbirnen deutlich heller sind als bei der Reihenschaltung.

Einige Eigenschaften dieser Schaltungen sind: Fällt bei der Reihenschaltung ein Glühbirnchen aus, weil es kapuut geht, dann erlischt sofort auch das zweite Glühbirnchen. Bei der Parallelschaltung gilt dies nicht. Der Strom in der Reihenschaltung ist an allen Stellen stets gleich. In der Parallelschaltung ist die anliegende Spannung an jedem Glühbirnchen stets gleich.

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Funktionsmodell "Bimetall-Lüfter"

Einfacher Aufbau, mit üblichen Werkzeugen (Kombizange, Kreuzschlitzschraubendreher und Gabelschlüssel) im Klassenzimmer möglich! Funktionsweise eines Bimetalls als Schalter in einem einfachen Stromkreis. Ist der Stromkreis geschlossen, kühlt der Rotor das Bimetall ab, der Stromkreis öffnet sich. Die Kerze erwärmt das Bimetall, der Stromkreis schließt sich wieder. Der Kreislauf beginnt von vorne.

Ohne Batterie

Ab 10 Jahre

Bei diesen OPITEC Werkpackungen handelt es sich nach Fertigstellung nicht um Artikel mit Spielzeugcharakter allgemein handelsüblicher Art, sondern um Lehr- und Lernmittel als Unterstützung der pädagogischen Arbeit.

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Construction Generator-Bausatz C151

65-teiliger Bausatz zum Bau eines robusten Generators. Optimale Vermittlung der Umwandlung von mechanischer in elektrische Energie. Der Bausatz eignet sich hervorragend als Lehrmodell im Fach Physik.

Werkpackung komplett mit Montageanleitung. Lieferung im Druckverschlußbeutel.

klicken, um zum Produkt zu gelangen.

Diese farbigen Lämpchen eignen sich zum Basteln, für Modellbau und auch für Taschenlampen mit mehreren Farben.

Lämpchen gelb (3,5V / 0,2A), 5 Stück

Lämpchen grün (3,5V / 0,2A), 5 Stück

4 Kanal Lauflicht 230 V/ AC + 12 V/ DC

Dieses digitale 4-Kanal-Lauflicht steuert 4 verschiedene Lampenausgänge regelmäßig nacheinander an und lässt die entsprechenden Lampen nacheinander aufleuchten. Für 230 V/AC Glühlampen, max. 100 Watt je Ausgang. Die Geschwindigkeit ist regelbar. Das Gerät arbeitet mit Vollwellensteuerung. Ideal für Dekorationsbeleuchtungen in Partykellern, Discotheken, Schaufenstern usw.

Technische Daten
Betriebsspannung 230 V/AC + 12 V/DC
Leistung pro Kanal max. 100 W Glühlampenlast
Laufgeschwindigkeit justierbar
Platinengröße ca. 58 x 44 mm

Achtung:
Bei diesem Produkt handelt es sich um einen Bausatz. Anwender müssen im Umgang mit Lötkolben geübt sein, entsprechendes Werkzeug (Lötkolben Lötzinn, Seitenschneider usw.) muß vorhanden sein.

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Funktionsmodell Solar-Propeller

Die Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie verdeutlicht der Solarlüfter auf einfache Weise. Eine 400 mA Solarzelle in Verbindung mit dem Solarmotor RF 300 bringt bei direkter Sonneneinstrahlung die aufgesteckte Luftschraube zum Drehen. Durch Koppelung weiterer Solarzellen erreicht man ein früheres Ansprechen bzw. eine höhere Drehzahl.

Werkpackung mit detailliertem Plan und zusätzlichen Informationen über Solarenergie.

Ab 12 Jahre

Bei diesen OPITEC Werkpackungen handelt es sich nach Fertigstellung nicht um Artikel mit Spielzeugcharakter allgemein handelsüblicher Art, sondern um Lehr- und Lernmittel als Unterstützung der pädagogischen Arbeit.

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Das UKW-Retroradio zum Selberbauen

Bayern 3, Radio Regenbogen, N-Joy oder Antenne Brandenburg - landesweite und lokale UKW-Radiostationen mit dem selbstgebauten UKW-Radio empfangen. Beste Empfangsleistung durch ausgewählte elektronische Bauteile und Teleskopantenne.

Der Franzis-Bausatz in original Retro-Optik lässt sich leicht und mit viel Bastelspaß zusammenbauen. Hochwertige Bauteile, gute Empfindlichkeit und eine Teleskopantenne sorgen für besten Radioempfang.

Der Radiobausatz mit Platine und allen zusätzlichen Bauteilen - einfach und schnell zusammenbauen! Alle erforderlichen Bauteile sind in diesem Paket enthalten.

Empfangsbereich:
87,5 MHz bis 108 MHz

Abmessungen des zusammengebauten Retro-Radios:
160 x 110 x 30 mm (B x H x T)

Benötigt werden:
Lötkolben (für den Aufbau)
Zwei 1,5-V-Mignon-Batterien (Typ AA) garantieren bis zu 100 Stunden Radioempfang

Achtung!
Dieser Artikel ist kein Spielzeug.

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4 Kanal Lauflicht 230 V/ AC + 12 V/ DC

Dieses digitale 4-Kanal-Lauflicht steuert 4 verschiedene Lampenausgänge regelmäßig nacheinander an und lässt die entsprechenden Lampen nacheinander aufleuchten. Für 230 V/AC Glühlampen, max. 100 Watt je Ausgang. Die Geschwindigkeit ist regelbar. Das Gerät arbeitet mit Vollwellensteuerung. Ideal für Dekorationsbeleuchtungen in Partykellern, Discotheken, Schaufenstern usw.

Technische Daten
Betriebsspannung 230 V/AC + 12 V/DC
Leistung pro Kanal max. 100 W Glühlampenlast
Laufgeschwindigkeit justierbar
Platinengröße ca. 58 x 44 mm

Achtung:
Bei diesem Produkt handelt es sich um einen Bausatz. Anwender müssen im Umgang mit Lötkolben geübt sein, entsprechendes Werkzeug (Lötkolben Lötzinn, Seitenschneider usw.) muß vorhanden sein.

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Diese farbigen Lämpchen eignen sich zum Basteln, für Modellbau und auch für Taschenlampen mit mehreren Farben.

Lämpchen gelb (3,5V / 0,2A), 5 Stück

Lämpchen grün (3,5V / 0,2A), 5 Stück

Modell "Haus-Elektroinstallation"

Die Werkpackung veranschaulicht wie die elektrische Installation in einem Haus aufgebaut ist. Die Raumaufteilung kann ganz individuell auf dem Sperrholzbrett gestaltet werden.

Komplett mit Birnchen, Fassungen, Schaltdraht, selbst herzustellenden Schaltern und allem Befestigungsmaterial. Ebenso enthalten sind die Symbole für Möbel und Trennwände.

Grundfläche 400 x 300 mm

Ab 12 Jahre

Hinweis:
Bei diesen OPITEC Werkpackungen handelt es sich nach Fertigstellung nicht um Artikel mit Spielzeugcharakter allgemein handelsüblicher Art, sondern um Lehr- und Lernmittel als Unterstützung der pädagogischen Arbeit.

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Funktionsmodell Solar-Propeller

Die Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie verdeutlicht der Solarlüfter auf einfache Weise. Eine 400 mA Solarzelle in Verbindung mit dem Solarmotor RF 300 bringt bei direkter Sonneneinstrahlung die aufgesteckte Luftschraube zum Drehen. Durch Koppelung weiterer Solarzellen erreicht man ein früheres Ansprechen bzw. eine höhere Drehzahl.

Werkpackung mit detailliertem Plan und zusätzlichen Informationen über Solarenergie.

Ab 12 Jahre

Bei diesen OPITEC Werkpackungen handelt es sich nach Fertigstellung nicht um Artikel mit Spielzeugcharakter allgemein handelsüblicher Art, sondern um Lehr- und Lernmittel als Unterstützung der pädagogischen Arbeit.

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Leiterplatten bekommen wir zu sehen, wenn wir elektronische Geräte öffnen: man erkennt sie an der typisch grünen Farbe, der lackiert wirkenden Oberfläche und natürlich an der Vielzahl elektronischer Bauteile wie Widerstände, Transistoren, Kondensatoren, Schaltkreise und manchmal auch Spulen, Potentiometer und mechanischer Befestigungen.

Die Rückseite ist durchzogen von sogenannten "Leiterbahnen" - das sind elektrisch leitende Verbindungen zwischen den Bauteilen. Bei unserem Elektrobaukasten entsprechen den Leiterbahnen die Verbindungskabel mit Bananenestecker. Wie eine Leiterplatte genau funktioniert, wird hier näher erklärt:


Zum Artikel "Wie funktioniert eine Leiterplatte?"

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Partnerlinks:
Optik und Kräfte
Akustik und Bewegung

Miniatur-Kippschalter mit Metallhebel

Ausführung: 1-polig / 1x UM
Belastbarkeit: 3A/250V~ oder 6A/125V~
Lötanschluss
Gewinde: M6

1 Stück

Achtung!
Dieser Artikel ist kein Spielzeug.


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Elektromotor Bausatz

Wie funktioniert eigentlich ein Elektromotor? Mit diesem Bausatz können Kinder spielerisch erfahren, wie ein Elektromotor aufgebaut ist. Ohne Werkzeug einfach aufzubauen! Zum Betrieb wird eine 4,5V Batterie oder 3 in Reihe geschaltete 1,5V Batterien oder ein Kleinspannungstransformator benötigt. Ein idealer Einstieg in die Welt des Elektromagnetismus und der Spulen. Ohne zu übertreiben: Ein Kind, welches schon einmal selbst Spulen gewickelt, Abnehmer justiert und Funken an den Batteriekontakten eines Elektromotors gesehen hat, versteht manches in der Physik und Technik besser. Gehört einfach zum Erwachsenwerden dazu und schadet den Schulnoten ganz sicher nicht. Dieser Bausatz  stammt übrigens aus den Karl-Schubert-Werkstätten und Wohngemeinschaften e.V. in Filderstadt.

Die ausführliche Anleitung enthält auch ein Kapitel zur Erklärung des Funktionsprinzips eines Elektromotors. Aus dem Inhalt: Warum dreht sich ein Elektromotor? Wie wirken Magnete? Was ist ein Elektromagnet? Was bewirkt die Ständerspule? Was bewirkt die Ankerspule?

Inhalt:

1 Grundbrett
1 Pappspule
Kupferdraht
1 Ständerblech
4 Lagerböcke
2 Ankerbleche
1 Achse
2 Kollektorbleche
2 Stromabnehmer
2 Schräubchen mit Muttern
1 Tasterblech
2 Kabelbinder
4 Kreppbandstreifen
2 Büroklammern
14 Reißnägel
1 Propeller
1 Stück Schleifpapier
1 ausführliche Bauanleitung mit Erklärung zum Funktionsprinzip

Leiterplatten bekommen wir zu sehen, wenn wir elektronische Geräte öffnen: man erkennt sie an der typisch grünen Farbe, der lackiert wirkenden Oberfläche und natürlich an der Vielzahl elektronischer Bauteile wie Widerstände, Transistoren, Kondensatoren, Schaltkreise und manchmal auch Spulen, Potentiometer und mechanischer Befestigungen.

Die Rückseite ist durchzogen von sogenannten "Leiterbahnen" - das sind elektrisch leitende Verbindungen zwischen den Bauteilen. Bei unserem Elektrobaukasten entsprechen den Leiterbahnen die Verbindungskabel mit Bananenestecker. Wie eine Leiterplatte genau funktioniert, wird hier näher erklärt:


Zum Artikel "Wie funktioniert eine Leiterplatte?"

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Akustik und Bewegung

Wenn man einen Motor, einen Lautsprecher und eine Batterie in Reihe schaltet, dann ergibt sich über den Lautsprecher ein toller Sound. Die ständigen Unterbrechungen des Stromes durch den Elektromotor sorgen für Stromänderungen, die der Lautsprecher akustisch widergibt.

Verblüffend: Der Sound aus dem Lautsprecher ähnelt dem des Elektromotors!

Gesteigert wird die Verblüffung, wenn man den Elektromotor von Hand bremst. Es gilt: Je langsamer der Motor, desto lauter der Sound (es fließt im Motor bei Belastung ein höherer Strom), und desto niedriger seine Frequenz.



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Funktionsmodell "Bimetall-Lüfter"

Einfacher Aufbau, mit üblichen Werkzeugen (Kombizange, Kreuzschlitzschraubendreher und Gabelschlüssel) im Klassenzimmer möglich! Funktionsweise eines Bimetalls als Schalter in einem einfachen Stromkreis. Ist der Stromkreis geschlossen, kühlt der Rotor das Bimetall ab, der Stromkreis öffnet sich. Die Kerze erwärmt das Bimetall, der Stromkreis schließt sich wieder. Der Kreislauf beginnt von vorne.

Ohne Batterie

Ab 10 Jahre

Bei diesen OPITEC Werkpackungen handelt es sich nach Fertigstellung nicht um Artikel mit Spielzeugcharakter allgemein handelsüblicher Art, sondern um Lehr- und Lernmittel als Unterstützung der pädagogischen Arbeit.

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