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Unterrichtseinheit
E-Lehre (Elektrizitätslehre)
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Elektrizitätslehre | Aufgabe / Lösung  | Welche Bedeutung hat die Elektrizität in deinem Leben? | |  | Beispiele 
| | | |  Versuch
Glühbirne leuchtet durch Flachbatterie Bringe die Glühbirne mit einer Flachbatterie zum leuchten.
| Beobachtung |  | | Ergebnis | Der Glühfaden der Lampe sowie die Batterieanschlüsse stellen einen geschlossenen Stromkreis dar.
"Elektrizität" braucht einen Rückweg; es fließt Strom. | | |  Merke
Strom braucht Hin- und Rückweg. Denn dann ist ein geschlossener Stromkreis vorhanden und es kann Strom fließen. 
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Stromkreis | Versuch Leiter - Isolatoren Wir testen, welche Materialien den Strom leiten und welche nicht:
| Beobachtung |  | | Ergebnis | Zu den Leitern gehören Eisen, Kupfer, Aluminium,... (Metalle) und Kohle.
Zu den Isolatoren gehören Holz, Kunstoffe, Glas, Keramik, Gummi, ... | | | Versuch flüssige Leiter - Isolatoren Wir testen, welche Flüssigkeiten den Strom leiten
| Beobachtung | 
| | Ergebnis | Zu den Leitern gehören Säuren, Laugen Salzlösungen, Leitungswasser, feuchte Erde,...
Dagegen sind Petroleum, Terpentin, Spiritus,... Isolatoren.
Der elektrische Strom fließt nur in Leitern. | | | Versuch Glimmlampe mit Edelgas Neon Man baut in den Stromkreis eine Glimmlampe (enthält: Edelgast Neon) ein.
| Beobachtung | 
| | Ergebnis | In Glimmlampen kann der Strom durch das darin befindliche Gas fließen. Das Gas leuchtet an der Seite der Glimmlampe auf, die mit dem Minuspol der Stromquelle verbunden ist. | | |  Merke
Auch Gase können den Strom leiten! Unter besonderen Umständen sind auch Luft und andere Gase Stromleiter. | | Versuche mit Konduktorkugel Konduktorkugel transportiert Ladungen Man versucht eine Konduktorkugel zu beladen und entladen. Wenn dies gelingt leuchten die Glimmlampen. | Beobachtung | 
| | Ergebnis | Konduktorkugel transportiert
elektrische "Portionen" = elektrische Ladungen.
Sie wird beladen und entladen. Strom bedeutet: Es fließen Ladungen | | |
Glimmlampe an negativ geladene Konduktorkugel | Beobachtung |  | | Ergebnis | Entladung der Konduktorkugel durch kurzen Stromstoß. | | |
Beladung und Entladung verschieden großer Konduktorkugeln | Beobachtung | 
| | Ergebnis | Ladungen sind aufteilbar. Sie sind portionsweise transportierbar. | | | Merke Ladungen werden nicht verbraucht oder erzeugt. Sie werden von der Stromquelle durch den Stromkreis gepumpt. Dazu ist Energie nötig. | Vergleich 
| Merke Strom ist fließende Ladung. Oft wird gesagt: In der Steckdose "ist Strom". (falsch)
Richtige Antwort:
In der Steckdose sind fließbereite ruhende Ladungen! | Ladungen Es gibt zwei Arten von Ladungen: positive und negative. Sie sitzen auf den entsprechenden Polen der Stromquelle. | Versuch Anziehung - Abstoßung Bei dem Versuch bringt man eine negative und eine positive Ladung in die nähe von einer positiven Ladung. | Beobachtung | 
| | Ergebnis | Es wirken Kräfte zwischen der Ladungen: Gleichnamige Ladungen stoßen sich ab, ungleichnamige Ladungen ziehen sich an. | |
Anwendung
Elektroskop aus starrem Gestell und beweglichem Zeiger. Es dient der Anzeige von Ladungen und beruht auf der Abstoßung gleichnamiger Ladungen. 
| Aufgabe / Lösung | Können damit positive und negative Ladungen unterschieden werden? | | | Nein. Sowohl pos. als auch neg. Ladungen führen zu einem Ausschlag. Nur durch Entladung über eine Glimmlampe kann das Vorzeichen der Ladung (ihre Polarität) erkannt werden. | | | 
Faradayscher Käfig Das Innere eines geladenen Faraday-Bechers ist ladungsfrei.
Die Ladungen befinden sich wegen der gegenseitigen Abstoßung nur außen.
Anwendungen
z.B. Blitzschutz durch Metallgehäuse und Blitzableiter. | Merke Metallgehäuse, Metallkäfig und sogar nur ein einziges Kabel (Blitzableiter) leiten Ladungen in den Boden ab. Der Innenraum bleibt Ladungsfrei. | | Versuch Neutralisation Bei dem Versuch verwendet man 2 Elektroskope mit 2 unterschiedlichen Ladungen. | Aufbau | 
| | Beobachtung | 
| | Ergebnis | Neutralisation. Entgegengesetzte Ladungen heben sich in ihrer Wirkung nach außen hin auf, wenn man sie in gleichen Mengen zusammenbringt. Sie neutralisieren sich. | | | Merke Positive und negative Ladungen haben sich durchmischt. Ein ungeladener Körper und ein Körper, der gleich viele positive wie negative Ladungen enthält sind nicht unterscheidbar. | Influenz | Versuch Enthalten auch neutrale Körper Ladungen (Q)? In diesem Versuch versucht man heraus zu finden ob neutrale Körper auch Ladungen enthalten. | Aufbau | 
| Beobachtung | 
| | Ergebnis | Zeigerausschlag durch elektrische Influenz (Beeinflussung). | | | Merke Leiter (und auch alle anderen Körper) enthalten auch im neutralen Zustand bewegliche elektrische Ladungen. Diese werden beim Annähern eines geladenen Körpers teilweise getrennt. Dies nennt man elektrische Influenz. | | Versuch Hydrolyse des Wassers Wir nähern eine geladene Konduktorkugel einem neutralen Kügelchen. Was kann man beobachten? | Beobachtung |  Neutrales Kügelchen wird angezogen. | | Ergebnis |  Ladungstrennung im Kügelchen durch elektrische Influenz. Positive Influenzladungen sind näher an Konduktorkugel als negative Ladungen. Anziehung der pos. Lad. überwiegt gegenüber Abstoßung der neg. Ladung.
| | Strom und Wärme | Versuch Glimmlampe an Steckdose anschließen Bei dem Versuch schließt man eine Glimmlampe an eine Steckdose an. Man denkt eigentlich, dass nur eine Elektrode der Glimmlampe leuchten wird, aber... | Beobachtung | 
| | Ergebnis | Beide Elektroden der Glimmlampe leuchten. | | | Versuch Hat die Steckdose 2 Minuspole? Bei dem Versuch lässt man die Glimmlampe (die an einer Steckdose angeschlossen ist) im Dunkeln pendeln. | Beobachtung | 
| | Ergebnis | Die Elektroden leuchten abwechselnd. | | | Merke Die Steckdose ist eine Wechselstromquelle mit der Frequenz 50Hz. Der Strom wechselt 100mal pro Sekunde seine Polarität und damit Fließrichtung. 
| Wirkungen des Elektrischen Stroms Beispiele:
Fön, Ofen, Lampe, Toaster... | Merke Strom hat eine Wärmewirkung. Stromdurchflossene Leiter können sich erwärmen. | | Versuch Erwärmunng Man lässt durch verschiedene Stromleiter Strom fließen. Jetzt untersucht man wie unterschiedlich diese Materialien sich erwärmen. | Beobachtung | 
| | Ergebnis | Die Erwärmung hängt... ...vom Material des Drahtes ab.
...vom Durchmesser des Drahtes ab. Dünner Draht glüht heller.
...von der Form des Drahtes ab. Gewendelter Draht glüht heller. | |  Weitere Anwendungen: Schmelzsicherung
 Bei zu großer Stromstärke (z.B. Kurzschluss) brennt der Draht in der Schmelzsicherung und unterbricht den Stromkreis. Dadurch wird ein unkontrolliertes Durchbrennen einer Leitung an einer gefährlichen Stelle verhindert (Brandgefahr!)
Elektrolyse Andwendungen: Hitzdrahtstrommessgerät 
Strom fließt durch dünnen gespannten Draht, der sich ausdehnt. Diese Ausdehnung wird über das Zeigerwerk angezeigt.
Die Wärmewirkung ist von der Stromrichtung unabhängig. (Es ist daher egal wenn man die Pole vertauscht). Das Messgerät ist also auch für Wechselstrom geeignet.
Weitere Wirkungen des Stromes | Versuch Salzwasser unter Strom Man schließt eine Stromquelle an (salzhaltiges) Wasser an.
| Beobachtung | 
Der Strom bewirkt eine Zersetzung des Wassers (H2O) in seine chemischen Bestandteile Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2), die gasförmig an den beiden Elektroden aufsteigen. | | Ergebnis | Strom hat eine elektrolytische Wirkung. Strom kann Stoffe zersetzen. | | Achtung | Da auch das Salz in seine Bestandteile zerlegt wird (Na+ und Cl-), werden bei dem Versuch geringe Mengen von giftigem Chlorgas frei! | | | Versuch Elektrolytische Wirkung Man Schließt die pos. Elektrode (Anode) an Kupfer und die neg. Elektrode (Katode) an Eisen an. | Beobachtung | 
Der Strom bewirkt durch die Flüssigkeit, dass Kuperteilchen von der Anode zur Katode wandern. Das Eisen bekommt einen Kupferüberzug. So kann man Materialien mit Metall überziehen. | | Ergebnis | Strom hat eine elektrolytische Wirkung. Strom kann Stoffe transportieren. | | | Aufgabe / Lösung | Ist auch in den Leitungen etwas bewegt worden? Dann müsste sich Kuper in Eisenleitungen finden lassen!? | | | Das ist nicht so! Also gilt dies nur in Flüssigkeit! | | | |
