In diesem Beitrag erkläre ich die grundlegenden elektrischen Schaltungen. Dazu gebe ich anschauliche Beispiele und Vorschläge für Schülerxperimente.
- Reihenschaltung
- Parallelschaltung
- Beispiele: Fahrrad, Haushalt
- Logik-Schaltungen: UND-Schaltung
- ODER-Schaltung
- kombinierte Schaltungen
- Logische Schaltungen in der Technik
- Wechselschaltung
- Link zu Aufgaben
Grundschaltungen
Schülerversuch:
Schließe zwei Verbraucher (Glühlampen) an eine Spannungsquelle an!
Welche Möglichkeiten hast du, die Verbraucher zu schalten?
Reihenschaltung
Bei der Reihenschaltung durchfließt der Strom nacheinander beide Lampen.
Wenn man bei der Reihenschaltung eine Glühlampe entfernt, wird der Stromkreis an dieser Stelle unterbrochen, die zweite Glühlampe erlischt.
Parallelschaltung
Bei der Parallelschaltung teilt der Strom sich auf beide Lampen auf.
Wenn man bei einer Parallelschaltung eine Glühlampe entfernt, leuchtet die zweite weiter.
Beispiele: Die Schaltung am Fahrrad
Schülerversuch:
Untersuche 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?
- Sind beide Glühlampen in Ordnung?
- Ist die Isolierung der Leitungen beschädigt?
Sind die Leitungen an den Klemmen lose oder abgebrochen?
Sind die Klemmkontakte sauber? - Haben Dynamo und Lampen noch Kontakt mit dem Rahmen?
- Liegt das Rädelrad des Dynamos am Reifen an?
Die elektrischen Geräte im Haushalt sind parallel geschaltet.
Logikschaltungen
Die UND – Schaltung
Wahrheitstabelle:
Merke:
Bei der UND-Schaltung leuchtet die Lampe nur dann, wenn beide Schalter geschlossen sind.
Die ODER-Schaltung
Fülle die Wahrheitstabelle aus:
siehe Verknüpfung von Aussagen
Merke:
Bei der ODER-Schaltung leuchtet die Lampe, wenn ein Schalter geschlossen ist.
Kombinierte Schaltungen
Wahrheitstabelle:
Merke:
Bei der kombinierten Schaltung mit 3 Schaltern gibt es
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.
Eine Waschmaschine kann nur dann gestartet werden, wenn die Tür geschlossen ist.
Hierbei handelt es sich um eine UND – Schaltung.
Wechselschaltung
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.
