Elektrotechnik

Jetzt wird es spannend... Im wahrsten Sinne des Wortes. Denn um eine Lampe zum Leuchten zu bringen benötigst du eine Spannungsquelle.

Solche Spannungsquellen sind unterschiedlich groß und sehen auch unterschiedlich aus. Hier siehst du eine ganze Reihe an verschiedenen Spannungsquellen:

Der Strom aus der Spannungsquelle wird von sogenannten Verbrauchern umgewandelt. Über ein Kabel oder eine Leiterbahn (auf Platinen) gelangt der Strom zu den Verbrauchern und wieder zurück.

Am Besten wir schauen uns dazu einmal eine Taschenlampe genauer an:

Damit die Taschenlampe, genauer die Lampe, leuchtet muss natürlich der Schalter geschlossen sein.
Ist das der Fall dann ist der Stromkreis geschlossen.

Der Strom fließt also von den Batterien 1 und 2 zur Lampe dann durch den Schalter und wieder zurück zu den Batterien.

 

Weitere Verbraucher könnten außer einer Lampe zum Beispiel auch noch folgende sein:

Schaltzeichen:

Um einen Schaltplan also einen Bauplan in der Elektrotechnik zu zeichnen hat jedes Bauteil ein eigenes Schaltsymbol das sogenannte Schaltzeichen. Diese erleichtern das Zeichnen von komplizierten Schaltplänen. Die Schaltsymbole sind genormt. In der Tabelle findest du die, für den Schulgebrauch in Klasse 5, wichtigsten Bauteile und das Schaltsymbol dazu:

Jetzt bist du dran:

Teste dein Wissen und dann prüfe dich selber indem du auf den blau-weißen Haken klickst, wenn du fertig bist.

Schaltplan:

Der Schaltplan zeigt dir in welcher Reihenfolge die Bauteile angeordnet sind. Bauteile können nicht nur hintereinander (in Reihe) aufgebaut sein sondern auch nebeneinander (parallel).

Hier siehst du den Schaltplan der Taschenlampe von oben:
Übrigens, man spricht hier auch von einem einfachen Stromkreis.

Einfacher Stromkreis:

Oftmals kommt es vor, dass nicht nur ein Verbraucher (Lampe) in einem Schaltkreis verbaut sind.
Werden zum Beispiel zwei Lampen in der Taschenlampe verwendet gibt es zwei Möglichkeiten diese in den Schaltkreis zu integrieren:

  • Parallel geschlatet (nebeneinander)
  • In Reihe geschaltet (hintereinander)

Reihenschaltung:

Bei der Reihenschaltung werden die Lampen hintereinander verbaut.

Vorteile:

  • Die "Verbraucher" (Lampen) teilen sich die Spannung der Batterie. Dadurch hält diese länger.

Nachteile:

  • Fällt eine Lampe aus (Defekt) dann erlischt auch die zweite Lampe da der Stromkreis unterbrochen wird.
  • Die Lampen leuchten nicht so hell da die Spannung ja geteilt wird.

Parallelschaltung:

Bei der Parallelschaltung werden die Lampen nebeneinander verbaut.

Vorteile:

  • Die Lampen leuchten sehr hell da jede Lampe die volle Spannung der Batterie abbekommt.
  • Fällt eine Lampe aus so leuchtet die zweite Lampe trotzdem.

Nachteile:

  • Die Spannung der Batterie ist schneller "verbraucht" da jede Lampe die volle Spannung "zieht".

Jetzt bist du dran:

Bauteile werden immer wieder auch gemischt in Schaltungen verbaut. Versuche die sechs Beispiele aus der LearningApp zu sortieren.

V o r s i c h t - Strom ist kein Spielzeug!

  • Arbeite nicht mit Spannungen über 24 Volt. LEBENSGEFAHR!
    Aus der Steckdose kommen 230Volt. Auch an der Zimmerlampe liegen 230Volt
    an. Das ist was für den Elektriker.
     
  • Geräte mit defektem Kabel niemals einstecken. LEBENSGEFAHR!
    Ist das Kabel, z.B. vom Ladegerät oder CD Player defekt, dann besorge dir ein neues oder lass es den Fachmann reparieren.

     
  • Geräte mit defektem Gehäuse nicht verwenden. LEBENSGEFAHR!
    Auch in diesem Fall: Finger weg und ersetzen oder reparieren lassen.
     
  • Ein nicht geschütztes Gerät darf nicht in Verbindung mit Wasser kommen. LEBENSGEFAHR!
    Wasser und Strom passen nicht zueinander. Wasser ist ein sehr guter Leiter
    So darfst du bei Gewitter nicht ins Freibad und beim Fönen solltest du vorher das Badewasser ablassen.

Eine Verbindung die hält...

Löten

Mit Lötzinn kannst du elektronische Bauteile und Kabel fest und leitend miteinander verbinden.

Dazu benötigst du allerdings einige Hilfsmittel:
 

  • Lötkolben oder Lötstation
  • Feuerfeste Unterlage (damit der Tisch nicht anbrennt)
  • Stativ (um den Lötkolben sicher abzulegen)
  • Messingwolle/Schwamm (zum Putzen der Lötkolbenspitze)
  • Dritte Hand (hilft beim Halten der Bauteile)
  • Lötzinn (auch Weichlot genannt, für die Verbindung der Bauteile)
  • Seitenschneider (zum Trennen von Kabel und Anschlüssen)
  • Abisolierzange (entfernt die Isolationsschicht am Kabel)
  • Spitzzange (zum Biegen von Anschlüssen)
  • Pinzette (zum Halten von heißen Bauteilen