Lernmaterial

Class Set Electrical Control

 

Alles rund ums Thema elektrische Stromkreise

Stromkreise sind die Basis für unzählige Dinge vom simplen Lichtschalter für die Zimmerbeleuchtung über die Küchenmaschine bis hin zu Robotern und Computern. Mit niedrigen elektrischen Spannungen, z. B. aus einer Batterie, lassen sich elektrische Phänomene und Techniken anschaulich darstellen, erleben und verstehen:

  • Wie funktioniert eine Taschenlampe?
  • Wie schalte ich einen elektrischen Motor ein und aus?
  • Wie kann ich bei einem Motor die Drehrichtung ändern?
  • Wie kann ich eine Lampe von mehreren Stellen aus steuern, etwa wie bei einer Treppenhausbeleuchtung?
  • Wie funktionieren einfache elektrische Steuerungen?

 

 

Anzahl Schüler
bis zu 30 Schüler pro Baukasten
Lernziele
Grundprinzipien elektrischer Stromkreise
Zeitaufwand
Jede Aufgabe enthält detaillierte Zeitangaben für die Unterrichtsstrukturierung
Klassenstufe
Primarstufe
Infos zum Produkt

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Didaktisches Begleitmaterial

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Themen und Lernziele

 

  • Aufgabe 1: Wir bringen eine Lampe zum Leuchten

     

    Themen: Einfacher Stromkreis mit Polwendenschalter und einer Leuchtdiode ("LED").

    Lernziele:

    • Stromversorgungen haben zwei Pole 
    • Strom kann fließen, wenn ein Stromkreis geschlossen wird
    • Fließender Strom kann eine Lampe zum Leuchten bringen
    • Bei einer Leuchtdiode kommt es dabei auf die richtige Polung an

    Zeitaufwand: 45 min

  • Aufgabe 2: Wir lassen einen Motor drehen

     

    Thema: Wir betreiben einen Gleichstrommotor und ändern dessen Drehrichtung

    Lernziele:

    • Ein Gleichstrommotor dreht sich, wenn (hinreichend stark) Strom durch ihn hindurchfließt
    • Durch Umpolung können wir die Drehrichtung des Motors verändern

    Zeitaufwand: 45 min

  • Aufgabe 3: Ein- und Ausschalten mit einem Taster

     

    Thema: Funktion und Aufgabe eines Umschalttasters als Steuerelement. in diesem Experiment schalten wir damit eine LED ein und aus

    Lernziele:

    • Der Taster kann den Strom hindurchfließen lassen oder den Stromfluss unterbrechen.
    • Er kann als „Schließer" oder als „Öffner" angeschlossen werden. Wir untersuchen das genau.

    Zeitaufwand: Dieses und das nächste Experiment (Reihenschaltung von zwei Tastern) können zusammen in 45 min aufgebaut und die Experimente durchgeführt werden.

  • Aufgabe 4: Reihenschaltung von Tastern 

     

    Thema: Wir schalten zwei Taster hintereinander („in Serie") und beobachten das Verhalten.

     

    Lernziele: 

    • Zwei Taster in Serie geschaltet erlauben es, einen Verbraucher (LED oder Motor) nur dann einzuschalten, wenn beide Taster betätigt werden.
    • Unterschiedliche Steuerungen durch Kombination der Taster als Öffner oder Schließer.

    Zeitaufwand: 45 min (ggf. zusammen mit Aufgabe 3)

  • Aufgabe 5: Parallelschaltung von Tastern 

     

    Thema: Wir schalten zwei Taster parallel und erhalten so ein ODER-Verknüpfung 

    Lernziele:

    • Einschalten eines Verbrauchers von zwei Stellen aus
    • Die Lampe leuchtet, wenn man einen der beiden Taster oder beide gleichzeitig drückt

    Zeitaufwand: 45 min (ggf. zusammen mit Aufgabe 4)

  • Aufgabe 6: Wechselschaltung

     

    Thema: Wir steuern eine LED mit zwei Tastern. Mit dieser Schaltung kann z.B. eine Zimmerleuchte von zwei Stellen auf beliebig ein- oder ausgeschaltet werden.

    Lernziele:

    • Verwendung sowohl des Arbeits- als auch des Ruhekontakts eines Tasters
    • Aufbau einer Wechselschaltung aus zwei Tastern

    Zeitaufwand: 45 min

  • Aufgabe 7: Kurzschlussbremse

     

    Thema: Direkter Stopp eines Motors ohne „auslaufen" oder „nachlaufen"

    Lernziele:

    • Das Kurzschließen eines Verbrauchers (Motors) ist im Gegensatz zum Kurzschließen eines Stromversorgers (Batterie) erlaubt und nützlich

    Zeitaufwand: 30 min

  • Aufgabe 8: Links-Rechts-Aus mit zwei Tastern

     

    Thema: Grundschaltung für die Motorsteuerung

    Lernziele:

    • Verwendung von zwei Tastern zur Steuerung (Links/Rechts/Aus) eines Gleichstrommotors
    • Verständnis für elektrische Schaltungen

    Zeitaufwand: max. 45 min (gut kombinierbar mit  Aufgabe 9)

     
     

  • Aufgabe 9: Polwendeschalter mit zwei verbundenen Tastern 

      

    Thema: Wir vertauschen aus Experiment 8 zunächst den Arbeits- und Ruheanschluss eines Tasters. Mit dem Kaskadieren der Taster zu einer Einheit erhalten wir eine kompakte Polwende-Einheit.

    Lernziele:

    • Vertiefung der Links/Rechts/Aus-Schaltung aus Experiment 8.
    • Funktion und Aufbau eines „Polwende-Tasters“.

    Zeitaufwand: 45 min 

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