Was bringt eine Lampe zum Leuchten und einen Motor zum Drehen?
Baue eine Schaltung mit Lampen, Schaltern, Widerständen und einem Motor. Verbinde die Anschlüsse selbst und vergleiche Strom, Helligkeit und Drehung.
Ein geschlossener Weg und eine drehende Spule
Eine Lampe braucht einen durchgehenden leitenden Weg zwischen beiden Batterieanschlüssen. Ein offener Schalter oder eine unterbrochene Lampe trennt diesen Weg. Ein paralleler Zweig kann weiterarbeiten, wenn ein anderer Zweig unterbrochen wird.
Der Motor verbindet elektrischen Strom mit Bewegung. Strom in einer Spule wirkt mit dem Magnetfeld zusammen. Der Stromwender verändert während der Drehung die Stromrichtung in der Spule; mit steigender Drehzahl wächst die Gegenspannung. Das Einspulenmodell hat auch Startstellungen mit sehr wenig Drehmoment.
Geht die zweite Lampe aus, wenn wir nur einen Zweig öffnen? Was passiert ohne die Magnete im Motor?
Gemeinsam in der Werkstatt ausprobieren
- Beginne mit einer Lampe. Vermutet die Wirkung eines offenen Schalters, testet und schließt ihn wieder.
- Baue zwei Lampenzweige. Merke einen abgeschlossenen Versuch und unterbrich nur einen Zweig. Vergleiche mit zwei Lampen hintereinander.
- Wähle den Motorversuch und öffne „Motor von innen“. Entferne nur die Magnete, Bürsten oder Spule und teste. Setze das Teil vor dem nächsten Vergleich wieder ein.
Ein Beispiel zum Nachvollziehen
Bei 3 V Modellspannung, 0,5 Ω Innenwiderstand und einer Lampe mit 12 Ω fließen 3 / 12,5 = 0,24 A. Zwei gleiche parallele Lampen teilen sich dieselbe Klemmenspannung. Der Gesamtstrom steigt; deshalb spielt auch der Innenwiderstand der Batterie eine Rolle.
Eine Idee abseits des Bildschirms
Eine erwachsene Begleitung kann einen fertigen batteriebetriebenen Experimentierkasten nach dessen Anleitung vorbereiten. Bitte dein Kind, die Wirkung des Schalters zu vermuten, und beobachtet die Lampe gemeinsam. Simulierte Kurzschlüsse nicht nachbauen und keine Netzspannung verwenden.