Elektrische Schaltungen

Elektrische Schaltungen
Physik Klasse 5

Als erstes erkläre ich in diesem Beitrag folgende elektrische Schaltungen:
Reihenschaltung, Parallelschaltung, UND-Schaltung, ODER-Schaltung, Wechselschaltung, kombinierte Schaltungen.
Anschließend stelle ich diese Schaltungen anhand von Beispielen aus dem Haushalt und der Lichtanlage am Fahrrad anschaulich dar.
Dazu gibt es wieder einfache Schülerversuche.

Grundschaltungen

Schülerversuch:

Schließe zwei Verbraucher (Glühlampen) an eine Spannungsquelle an!
Welche Möglichkeiten gibt es, die Verbraucher zu schalten?

Die Reihenschaltung

des_0024: Die Reihenschaltung

Bei der Reihenschaltung durchfließt der Strom nacheinander beide Lampen.
Wird bei der Reihenschaltung eine Glühlampe entfernt, so wird der Stromkreis an dieser Stelle unterbrochen, die zweite Glühlampe erlischt.

Die Parallelschaltung

des_0025: Die Parallelschaltung

Bei der Parallelschaltung teilt der Strom sich auf beide Lampen auf.
Wird bei einer Parallelschaltung eine Glühlampe entfernt, so leuchtet die zweite weiter.



Die Schaltung am Fahrrad

Schülerversuch:

Untesuche die Schaltung beim Fahrrad!

Beobachtung:

Die beiden Glühlampen für vorne und hinten, sind parallel geschaltet.

Was sollte man prüfen, wenn das Licht am Fahrrad nicht funktioniert?

  1. Sind beide Glühlampen in Ordnung?
  2. Sind die Leitungen an den Klemmen lose oder abgebrochen?
    Sind die Klemmkontakte sauber?
    Ist die Isolierung beschädigt?
  3. Haben Dynamo und Lampen noch Kontakt mit dem Rahmen?
  4. Liegt das Rädelrad des Dynamos am Reifen an?

Die elektrischen Geräte im Haushalt sind parallel geschaltet.

des_0026: Die elektrischen Geräte im Haushalt sind parallel geschaltet

Logikschaltungen

Die UND – Schaltung

des_0027: Die UND - Schaltung

Wahrheitstabelle:

f_0001

Merke:

Bei der UND- Schaltung leuchtet die Lampe nur dann, wenn beide Schalter geschlossen sind.


Die ODER – Schaltung

 

des_0028: Die ODER - Schaltung

Fülle die Wahrheitstabelle aus:
siehe Verknüpfung von Aussagen

f_0001

Merke:

Bei der ODER – Schaltung leuchtet die Lampe, wenn ein Schalter geschlossen ist.
f_0003

Kombinierte Schaltungen

 

des_0029: Kombinierte UND- ODER Schaltung

Wahrheitstabelle:

f_0002

Merke:

Bei der kombinierten Schaltung mit 3 Schaltern gibt es

f_0004

Logische Schaltungen in der Technik

  • Das Licht im Inneren eines Autos leuchtet immer dann, wenn mindestens eine Tür geöffnet ist. Dabei handelt es sich um eine ODER- Schaltung.
  • Ein Aufzug kann erst dann fahren, wenn die Tür geschlossen ist und man auf einen Knopf gedrückt hat. Dabei handelt es sich um eine UND- Schaltung.
  • Im Krankenzimmer befindet sich an jedem Bett eine Ruftaste. Das Licht im Stationszimmer leuchtet auf, wenn mindestens ein Patient die Ruftaste betätigt.
    Hierbei handelt es sich um eine ODER- Schaltung.

 

des_0030: UND- Schaltung bei der Waschmaschine

Eine Waschmaschine kann nur dann gestartet werden, wenn die Tür geschlossen ist.
Hierbei handelt es sich um eine UND – Schaltung.

Frage:

Habt ihr zu Hause in einem Raum für eine Lampe zwei Schalter, die so funktionieren:
Wenn man die Lampe mit einem Schalter einschaltet, kann man sie mit dem anderen Schalter ausschalten.
Eine solche Schaltung nennt man Wechselschaltung.

des_0031: Die Wechselschaltung




Hier finden Sie eine Übersicht über weitere Beiträge zum Thema Elektrizität und Wärme darin auch Links zu Aufgaben.

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