Du lernst in dieser Einheit verschiedene elektrische Schaltungen kennen. Du wirst...
- elektrische Schaltungen nachbauen
- Schaltbilder zu Schaltungen zeichnen
- eine eigene Schaltung zu einer von drei vorgestellten Anwendungen im Haushalt mit Hilfe einer Simulationssoftware entwickeln.
Du solltest bereits wissen, wie man einfache Schaltbilder mit Batterien, Schaltern und Glühbirnen zeichnet.
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Benötigte Materialien
Für die folgenden Experimente benötigst du folgende Materialien:
1 Steckbrett, 1 Box 1: Grundschaltungen.
1. Bauteile kennenlernen
Ordne den Fotos der Bauteile jeweils ihre Funktion im Stromkreis zu.
2. Einfache Stromkreise nachbauen:
Baue die folgenden auf unterschiedliche Arten dargestellten Schaltungen nach.
a) Glühlampe: 
b) Taschenlampe: 
Hinweis: Stelle jede der abgebildeten Batterien durch eine separate Spannungsquelle (3V) dar.
c) Umschalter 
Lösung
a) Glühlampe 
b) Taschenlampe 
Da zwei Batterien (eigentlich vier) in einer Reihe vorkommen, nennt man dies eine "Reihenschaltung" von Batterien.
c) Umschalter 
Da zwei Lampen parallel durch dieselbe Batterie betrieben werden, nennt man dies eine "Parallelschaltung" von Lampen.
3. Schaltbilder zeichnen:
Zeichne auch die Schaltbilder zu den ersten beiden aufgebauten Schaltungen.
a) Glühlampe b) Taschenlampe
Lösung
a) Glühlampe: 
b) Taschenlampe: 
4. Anwendungen aus dem Alltag mit zwei Schaltern
Suche dir eine der drei Alltagsanwendungen aus und bearbeite die Aufgaben für deine Anwendung. Die Schwierigkeit der Anwendungen steigt. Wähle für jede Anwendung eine Glühlampe zur Darstellung des elektrischen Geräts.
Anwendung 1: Mikrowelle
Eine Mikrowelle darf nur angehen, wenn die Tür geschlossen ist (Schalter 1 muss also geschlossen sein) und außerdem der Start-Knopf gedrückt wird (Schalter 2 muss geschlossen sein). So wird verhindert, dass die Mikrowellenstrahlung in den Wohnraum gelangt und dir schaden kann.
hier gelangst du zur Anwendung "Mikrowelle".
Anwendung 2: Klingelschaltung mit zwei Schaltern
Die Türklingel von Lisas Wohnung soll unabhängig voneinander von zwei Schaltern aus betätigt werden können: Unten von der Haustür des Mehrfamilienhauses aus und unmittelbar von der Wohnungstür aus.
hier gelangst du zur Anwendung "Klingelschaltung".
Anwendung 3: Lampenschaltung (schwierig)
Eine Lampe in Lisas Kinderzimmer soll sowohl von ihrer Zimmertür aus als auch von ihrem Bett aus betätig werden können. Die Lampe muss hier also nicht am selben Ort ausgeschaltet werden, an dem man sie eingeschaltet hat.
hier gelangst du zur Anwendung "Lampenschaltung".
Aufgaben Lampenschaltung
Schaltung entwickeln:
Zeichne ein Schaltbild für die beschriebene Schaltung.
Tipp
benötigte Materialien: Batterie, Glühlampe, 2 Umschalter (vgl. Foto in Aufgabe 1), Draht
weitere Hilfe:
Durch die beiden Umschalter wird im Stromkreis eine Verzweigung geschaffen. Beide Zweige des Stromkreises kommen an den beiden Umschaltern wieder zusammen.
So sieht das Schaltbild eines solchen Umschalters aus:
Schaltung aufbauen:
Baue die Schaltung nun auf. Du benötigst zusätzlich zu deinem Experimentierkasten zwei weitere Ecken aus einem anderen Kasten. Lege sie direkt nach dem Experiment wieder in den richtigen Kasten zurück.
Variante mit einem Kasten: Du kannst die fehlenden Ecken auch durch T-förmige Verzweigungen ersetzen.
Lösung
Variante mit einem Kasten:
Funktionsweise der Schaltung notieren:
Fülle die folgende Tabelle mit Hilfe eurer Schaltung aus. „0“ steht in den Spalten S1 und S2 für „Schalter oben“, in der Spalte L für „Lämpchen leuchtet nicht“. „1“ steht in den Spalten S1 und S2 für Schalter unten, in Spalte L für Lämpchen leuchtet.
Schaltung überprüfen:
Prüft mit Hilfe der ausgefüllten Tabelle, ob eure Schaltung die Anforderungen im Text erfüllt. Ergänzt nun den Text zur Funktion eurer Anwendung.
Ergänze: Wenn man einen Schalter betätigt, ___________________________________________________.
Lösung
Wenn man einen Schalter betätigt, wechselt der Zustand der Lampe von "an" zu "aus" und umgekehrt.
Diese Schaltung nennt man deshalb auch Wechsel-Schaltung.
5. Schaltungen benennen
Für Schnelle: Lies dir auch die Texte zu den anderen beiden Anwendungen durch. Ziehe dann die Schaltbilder und Namen der Schaltungen rechts auf die passenden Haushaltsanwendungen.
