Die elektrische Spannung.


Diese Seite ist nicht als Ersatz für Experimente im Unterricht gedacht, Realexperimente bei diesem Thema sind unverzichtbar.
Sie soll eine Möglichkeit aufzeigen, wie das Thema "Spannung" im Anfangsunterricht eingeführt werden kann.
Sie kann auch dazu dienen, dass Schülerinnen und Schüler das Thema Zuhause noch einmal nacharbeiten.

Sofern mit Niederspannungen gearbeitet wird, eignen sich die Experimente auch für Schülerversuche.
Der letzte Punkt auf der Seite zeigt Möglichkeiten für Experimente Zuhause auf.


1.) Welche Quelle ist die stärkere?

Es gibt starke und schwache Quellen für elektrische Geräte.

Welche der beiden Quellen ist die stärkere Quelle?
Wie kann man das herausfinden, wenn man keine weiteren Angaben hat?

Wettkampf zweier Spannungsquellen

Dasselbe Glühlämpchen wird nacheinander an den beiden Quellen betrieben. Die Helligkeit des Leuchtens ist ein Maß für die Stromstärke in der Lampe und damit auch ein Maß für die Stärke der Quelle.

Lämpchen am Netzgerät

An dieser Quelle leuchtet das angeschlossene Lämpchen ziemlich schwach.
Lämpchen am Akku

An dieser Quelle leuchtet das gleiche Lämpchen normal und deutlich heller.

Der Akku ist also die stärkere Quelle von den beiden.

2.) Das Gerät muss zur Quelle passen.

Nun wird ein anderes Glühlämpchen wieder nacheinander an die beiden Quellen angeschlossen.
Wenn Du die Bilder genau ansiehst, dann erkennst Du, dass das Lämpchen oben einen länglichen Glaskolben hat. Das nun verwendete Lämpchen hat einen runden Glaskolben.

Anderes Lämpchen am Netzgerät

Dieses Lämpchen leuchtet an der schwächeren Quelle nun normal.
Offenbar passt die Lampe zur Quelle.
Lämpchen in Gefahr!

Der Akku ist für dieses Lämpchen viel zu stark, es leuchtet sehr hell und wird wahrscheinlich bald kaputt gehen, wenn man den Stromkreis nicht unterbricht.

Die normale Haushaltsglühlampe ist nicht kaputt, sie leuchtet aber nicht am Akku.

Der Akku ist für diese Lampe viel zu schwach. Natürlich würde die Haushaltsglühlampe auch am (noch schwächeren) Netzgerät nicht funktionieren.

Der Akku ist zu schwach für die Glühlampe

Die Spannung - ein Maß für die Stärke der Quelle.

Die Stärke der Quelle beschreibt man durch die Angabe ihrer Spannung.

Das Symbol der Spannung ist U.

Die Einheit der Spannung ist 1 Volt = 1 V
Die Einheit ist benannt nach dem italienischen Physiker Alessandro Volta (1745 - 1827).
Gebräuchlich sind auch: 1 mV (Millivolt) = 1 / 1000 V und 1 kV (Kilovolt) = 1000 V und 1 MV (Megavolt) = 1.000.000 V.

Das Netzgerät hat eine Spannung von 5 V, der Akku hat 12 V. Das längliche Lämpchen ist für 12 V gebaut, das kugelförmige für 6 V. Haushaltsglühlampen sind für die Netzspannung von 230 V ausgelegt.

Einige Spannungen:

Gefahr Quelle Spannung
Ungefährliche
Spannungen
Spannungen beim EKG einige mV (Millivolt)
Batteriezelle 1,2 - 1,5 V
Flachbatterie 4,5 V
Steckernetzgeräte für
Handy, Walkman etc.
3 - 12 V
Spannungen im Auto / LKW 12 V / 24 V

Diese Spannungen
sind lebensgefährlich.
Unbedingt Finger weg!
Stromnetz im Haus (USA) 110 V
Stromnetz im Haus (Europa) 230 V
Straßenbahn / U-Bahn etwa 500 V
elektrische Eisenbahn 15.000 V=15 kV
Hochspannungsleitungen 380.000 V=380 kV
Gewitter (Blitz) bis 100 MV

Voltas Experimente kannst Du leicht Zuhause in einfachen und ungefährlichen Versuchen ausprobieren.
Mehr dazu hier.


Seite und alle Fotos: Grüninger, Landesbildungsserver