Arbeitsblatt: Lichterkette - Schaltungen
Die Aufgabe „Lichterkette“ erweitert den einfachen Stromkreis mit 3 Lämpchen. Verschiedene Lichterketten-Schaltungen sind nach vorgegebenen Schaltplänen zu realisieren. Das Arbeitsblatt zum Bau von Lichterketten ist Teil einer Unterrichtseinheit zu den Grundlagen der Elektrizität ab VS 4.Klasse.
Eine typische Anwendung der Erweiterung des einfachen Stromkreises ist die Lichterkette bei Party-, Gartenbeleuchtungen oder elektrische Christbaumkerzen mit 20 und mehr Lämpchen oder LEDs.
Das Arbeitsblatt enthält Anweisungen zum Bau von kleinen Lichterketten mit drei Lämpchen in Reihen- und Parallelschaltung.
Vor- und Nachteile der beiden Schaltungen sollen abgewogen werden. Auch das Messen des Gesamtwiderstandes soll zum Verständnis der Unterschiede beitragen. Mit einem Digitalen Multimeter sollen die Schüler die Widerstände der einzelnen Lämpchen bei der Reihenschaltung messen: Das Messgerät wird auf 200 Ohm geschaltet und der genaue Anzeigewert jeder Lampe (ca. 6,8 – 10 Ohm) in das Arbeitsblatt eingetragen. Anschließend wird der Gesamtwiderstand der drei Lämpchen gemessen (am besten nach dem Entfernen der Batterie). Die Schüler stellen nun eine Gesetzmäßigkeit auf: Der Gesamtwiderstand aller Lämpchen entspricht der Summe der Widerstände der einzelnen Lämpchen.
Bei der Parallelschaltung ist er nicht höher als der einer einzelnen Lampe. Er summiert sich nicht, weil jede Lampe ihren eigenen Zugang hat. Alle Verbraucher erhalten die gleiche Spannung. Jedes Lämpchen „bremst“ nur einmal den Strom ab, der sich allerdings teilen musste. Mit dem Digitalen Multimeter soll schließlich auch hier wieder der Gesamtwiderstand der Lampen gemessen werden. Dieser ist aber nicht höher als der einer einzelnen Lampe. Er summiert sich nicht, weil jede Lampe ihren eigenen Zugang hat.