Wir nutzen zwei oder mehr Glühlampen gleichzeitig
Intention
Durch die Konstruktion und den Vergleich der verschiedenen Schaltungen werden die Schülerinnen und Schüler auf wichtige Gesetzmäßigkeiten der Elektrizität aufmerksam.
Lernausgangslage
- Die Schülerinnen und Schüler kennen den einfachen geschlossenen Stromkreis.
- Sie kennen die Bedingungen, wann die Glühlampe leuchtet.
- Der Weg der Elektrizität (der Elektronen) innerhalb des Stromkreises ist innerhalb des Modells geklärt und ist nun Grundlage für weitergehende Überlegungen.
- Eine genauere Vorstellung von Kurzschlüssen ist ebenfalls angebahnt.
- Dazu kommt die Idee, die Elektrizität so zu beeinflussen, dass der Mensch sie optimal nutzen kann.
Mögliche Vorgehensweisen
Einstieg
- Im Kinokreis wird das Material (2 Fassungen, 2 Glühlampen, 1 Batterie, frei wählbare Anzahl an Stromkabeln) für die Aufgabe gezeigt.
- Es wird darauf hingewiesen, dass an der Decke ja auch mehrere Lampen hängen und zusammen funktionieren müssen.
- Schülerinnen und Schüler äußern Vermutungen über eine mögliche Konstruktion und sollen nun in Partnerarbeit eine Lösung für das Problem (Bringe beide Glühlampen mit einer Batterie zum Leuchten) finden.
- Mögliche Kurzschlüsse gilt es zu vermeiden und schnell wahrzunehmen.
- Dazu wird nochmal wiederholt, was einen Kurzschluss (schneller Weg für den Strom von einem Pol zum anderen, ohne einen Verbraucher dazwischen) ausmacht.
Optional:
Oft wird die Reihenschaltung direkt im Anfangskreis von einem Kind konstruiert und vorgeschlagen. Diese kann aus Zeitersparnis nachgebaut werden, um dann schneller zum Problem der Parallelschaltung zu kommen. (siehe unten)
Erarbeitung
- In Partnerarbeit konstruieren die Schülerinnen und Schüler einen Stromkreis (meistens als Reihenschaltung in einem Stromkreis hintereinander).
- Der Stromkreis wird gezeichnet.
- Der Weg des Stroms wird erklärt.
Zwischengespräch
Für den Fall, dass (fast) nur Reihenschaltungen vorliegen sollten.
Impulse:
- Was passiert jedoch, wenn ich eine Lampe aus der Fassung drehe?
- Die andere Glühlampe geht auch aus?
- Ist das praktisch, wie sieht das im Alltag aus, im Klassenraum?
- Wenn eine Glühlampe kaputt geht, gibt es dann kein Licht mehr?
- Gibt es noch andere Lösungen?
Erarbeitung:
- Die Kinder bekommen die weiterführende Aufgabe, die beiden Glühlampen so an die Batterie anzuschließen, dass sie unabhängig voneinander leuchten.
- Der Tipp, vier Kabel zu nutzen, ist dabei hilfreich.
- Die Kinder versuchen nun zwei Stromkreise an der Batterie anzuschließen.
- Zwei grundsätzliche Varianten sind denkbar.
- Der Unterschied zwischen beiden Anschlüssen muss über den gedachten Weg des Stroms geklärt werden.
Abschluss
- Die Lösungen werden verglichen.
- Vor- und Nachteile und vor allem der verschiedene Weg des Stroms besprechen.
- Probleme bei der Konstruktion und deren Lösung, sollten einen größeren Anteil in der Nachbesprechung bekommen.
Schüleräußerungen aus der Erprobung
Tipps und Stolpersteine aus der Erprobung
Angestrebtes Unterrichtsergebnis
- Schülerinnen und Schüler sollen einfache technische Problemstellungen lösen und verstehen.
- Unterschiede zwischen den beiden Schaltungen erkennen und erklären.