10 Elektrik

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Physik, 10 Elektrik II

Lernzirkel

Klingel

Übersicht

Da ich diese Reihe zur Zeit umstelle, ist erst einmal nur der neue Lernzirkel zum Elektromotor verfügbar. Erst ist in größeren Teilen einem Lernzirkel von Hepp, Hofstetter, Leitner, Neumeyer und Schmid entnommen. Teilweise sind die Arbeitsaufträge verändert worden. Im wesentlichen wurden sie aber meinem eigenen Design angepasst.

Im Gegensatz zum Lernzirkel erfolgt der Elektromotor selber aber wieder lehrerzentriert.

Lernzirkel

Der Lernzirkel enthält einige Stationen, welche noch einmal kurz das Grundwissen des Magnetismus wiederholen.

Der Zirkel selber hat verschiedene Einstiegsmöglichkeiten, lediglich der Elektromagnet und die Vorstufen des Elektromotors sollten in genannter Reihe durchlaufen werden.

Station Magnete fahren Boot v1.0	Tipp Magnete fahren Boot v1.0
Station Feldlinien von Magneten v1.0	Tipp Feldlinien von Magneten v1.0
Station Elementarmagnete v1.0	Tipp Elementarmagnete v1.0
Station Kompass die Missweisung v1.1
Station Elektromagnete v1.0	Tipp Elektromagnete v1.0
Station Klingel v1.0	Tipp Klingel v1.0
Station Feldlinien von Spulen v1.0	Tipp Feldlinien von Spulen v1.0
Station Elektromotor Vorstufe 1a v1.0	Tipp Elektromotor Vorstufe 1a v1.0
Station Elektromotor Vorstufe 1b v1.0	Tipp Elektromotor Vorstufe 1b v1.0
Station Elektromotor Vorstufe 2 v1.0	Tipp Elektromotor Vorstufe 2 v1.0

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Klingel - Relais

Hier ist die Funktionsweise einer elektrischen Türklingel oder (alten) Schulglocke in extremer Zeitlupe dargestellt.

Zunächst ist der Stromkreis geschlossen.
Die Spule baut ein Magnetfeld auf.
Durch dieses Magnetfeld wird der Stab angezogen.
Dabei wird der Stromkreis jedoch unterbrochen.
Das Magnetfeld bricht zusammen. Der Stab kann nicht mehr angezogen werden.
Der Stab federt zurück und schlägt dabei mit dem Klöppel (hier einer Spitze) an die Glocke.
Der Stromkreis wird wieder geschlossen.
Das Spiel beginnt von vorn.

Die Klingel steuert also die Unterbrechung ihres Stromkreises selbst, daher nennt man diese Schaltung auch einen "Selbstunterbrecher".
Weil der Klöppel gegen die Glocke "hämmert" nennt man die Klingel nach ihrem Entwickler auch "Wagner'scher Hammer".

Ein Relais ist ein elektrisch gesteuerter Schalter. Es besteht aus zwei getrennten Stromkreisen. Im Steuerkreis liegt ein Elektromagnet. Er kann einen Stab aus magnetischem Material anziehen. Dieser Stab wirkt als Schalter im Lastkreis und kann diesen schließen oder öffnen.

Zunächst unterbricht der Schalter den Steuerkreis.
Es fließt kein Strom durch die Spule.
Der Stab wird nicht angezogen und der Lastkreis ist stromlos.
Nun wird der Schalter im Steuerkreis geschlossen.
Die Spule baut ein Magnetfeld auf und zieht den Stab an, der den Kontakt im Lastkreis schließt.

Was bringt es, einen Schalter zu betätigen um einen anderen Schalter zu steuern?

	Man kann sehr große Spannungen aus der Ferne ein- oder ausschalten, ohne dass man sich in Gefahr begeben muss.
	Im Auto steuert z.B. ein Relais den Anlasser. Beim Startvorgang kann die Stromstärke im Anlasser ohne weiteres bis zu 200 A betragen! Das würde das Zündschloss am Lenkrad nie verkraften und man müsste sehr lange und dicke Leitungen legen. Daher steuert das Zündschloss nur das Anlasserrelais (Steuerkreis), das dann den Anlasser mit der Batterie verbindet (Lastkreis). Auch die Scheinwerfer werden mit Relais geschaltet.
	Waschmaschinen, Wäschetrockner und Geschirrspüler werden oft von einer Elektronik gesteuert, die meist mit Spannungen von 5 - 12 Volt arbeitet. Direkt könnte man damit keine Motoren, Pumpen und Wasserventile steuern. Dies machen dabei meist Relais: Sie verbinden diese dann zum richtigen Zeitpunkt mit der Netzspannung.

Magnetnadeln unter- bzw. oberhalb des Drahtes

Was hat der Physiker Oersted 1819 entdeckt ?
Er entdeckte , dass in der Nähe eines Drahtes, durch den ein starker Strom fließt, kleine Kompassnadeln abgelenkt werden.
Ein stromdurchflossener Leiter ist von einem Magnetfeld umgeben

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letzte Änderung: 2.4.2005