Die Gefahren des elektrischen Stroms

Die Gefahren des elektrischen Stroms

Gymnasium | Mittlere Schulformen

Naturwissenschaften & Technik

7. | 8. Klasse

6 - 8 Unterrichtsstunden

10.11.2016

digitaler Beitrag

Beschreibung

Was ist und woher kommt der elektrische Strom überhaupt? Wann ist ein elektrischer Strom gefährlich und wann nicht? Und was ist eigentlich ein Blitz? Der elektrische Strom ist aus unserem heutigen Leben nicht mehr wegzudenken, zugleich birgt er unter Umständen aber auch lebensbedrohliche Gefahren. Diesen und weiteren spannenden Fragen gehen Ihre Schüler in diesem Beitrag nach. Elektrische Geräte gehören so selbstverständlich in die Welt der Schüler, dass ihnen oft die Gefahr von beschädigten elektrischen Leitungen oder Geräten und die Folgen eines nicht sachgemäßen Umgangs mit Strom nicht bewusst sind. Doch was ist elektrischer Strom überhaupt? Und wann ist ein elektrischer Strom gefährlich? Unser Beitrag macht Ihre Schüler auf die Gefahren des elektrischen Stromes aufmerksam und zeigt ihnen einen sicheren Umgang mit Strom auf.
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Kompetenzen

Klassen:7/8
Dauer:ca. 6–8 Stunden
Kompetenzen:Die Schüler …
  • kennen das Ohm’sche Gesetz und können es gegenstandsbezogen anwenden.
  • können mithilfe von Anleitungen einen Versuch planen, aufbauen und durchführen.
  • verstehen die Gefahren des elektrischen Stroms.
  • kennen die Wärmewirkung des elektrischen Stroms und deren Folgen.
  • kennen die Sicherheitsmaßnahmen zur Abwendung von Gefahren des Stroms (Schaltungen und Sicherungen).
  • verstehen das Prinzip der Selbstinduktion und deren Anwendung im Alltag.
Aus dem Inhalt:
  • Was ist und woher kommt der elektrische Strom?
  • Wozu benötigen wir Strom?
  • Wann ist ein elektrischer Strom gefährlich und wann nicht?
  • Wie funktioniert eine Reihen- und Parallelschaltung?
  • Was ist eigentlich ein Blitz?
  • Wie funktioniert ein Weidezaun?
Beteiligte Fächer:Physik Anteil

Inhaltsangabe

Stunden 1/2: Strom, Spannung und Widerstand und das Ohm’sche Gesetz

M 1 (Ab)Was ist „elektrischer Strom“? – Eine Definition
M 2 (Fo)Wozu wir Strom benötigen … – einige Beispiele
M 3 (Ab/SV) V: 5 min D: 10–25 minStromstärke, Spannung und Widerstand – das Ohm’sche Gesetz
  • 4,5-V-Flachbatterie
  • 9-V-Blockbatterie
M 4 (Ab/SV) V: 15 min D: 30–45 minEin Freihandexperiment: Wir messen unseren Körperwiderstand
  • 2 Metallrohre aus gleichem Material mit circa 15 cm Länge (z. B. Kupferrohre; können bei einem Installateur besorgt werden)
  • Alternative: 2 Klopapierrollen, die mit Alufolie umwickelt werden
  • 1 Netzgerät mit regelbarer Spannung bis höchstens 10 V (z. B. Schülerübungsnetzgerät)
  • 5 Kabel
  • 2 Krokoklemmen
  • 1 Voltmeter (0–20 V)
  • 1 Ampèremeter (0–30 mA)
  • Taschenrechner
M 5 (Ab)Die Gefährlichkeit des elektrischen Stroms
M 6 (Ab)Wie groß ist mein Körperwiderstand? – Versuchsprotokoll

Stunden 3–6: Sicherheitsvorkehrungen und deren Anwendung

M 7 (Ab/LV) V: 10 min D: 20–30 minDie Wärme- und Lichtwirkung des elektrischen Stroms
  • 2 Stative
  • dünner (d < 0,5 mm), nicht isolierter Eisen- oder Wolfram-Draht
  • regelbare Spannungsquelle (Schülernetzgerät)
  • Experimentierkabel
  • Bleistift oder Nagel
  • Papierstückchen
  • Ampèremeter
M 8 (Ab/SV) V: 5 min D: 30 minDie Reihen- und Parallelschaltung verschiedener Geräte
  • Schülerbaukästen Elektrik
  • Alternative: kleines Holzbrettchen
  • 6 kleine Lämpchen mit Fassungen, entsprechend der Spannungsquelle, die man verwendet
  • zwei 4,5-V- oder 9-V-Batterien
  • Kabel oder Draht
  • 2 Ampèremeter
  • eine kleine Zange
M 9 (Ab)Parallelschaltung mehrerer Geräte: Achtung, Brandgefahr!
M 10 (Ab/SV) V: 10 min D: 30 minDas Modell einer Schmelzsicherung
  • Spannungsquelle
  • 2 Experimentierkabel
  • 2 Krokodilklemmen
  • Ampèremeter
  • Alufolie
  • Schere
  • Experimentierplatine
M 11 (Ab/SV) V: 5 min D: 15 minEine Anwendung aus der Praxis
  • Spannungsquelle (passend zu den Lämpchen)
  • 2 Experimentierkabel
  • 2 Krokodilklemmen
  • Ampèremeter
  • Alufolie
  • Schere / Skalpell
  • Experimentierplatine

Stunden 7/8: Anwendungsbeispiele

M 12 (Ab/SV) V: 10 min D: 10 minLehrerversuch: Was ist eigentlich ein Blitz?
  • Spule mit 600 Windungen
  • Hochspannungsspule mit 12 000 (besser 23 000) Windungen
  • U-Kern (geblättert) mit Joch
  • Stative
  • 2 Metallbügel
  • Kabel
  • Kerze
M 13 (Ab)Gepulste Hochspannung durch Selbstinduktionsspulen
M 14 (Ab/SV) V: 30 min D: 15 minWir basteln einen Weidezaun
  • Schülernetzgerät oder 4,5-V-Flachbatterie (9-V-Blockbatterie)
  • 2 Krokodilklemmen
  • Schalter, ein 30 cm langes Lineal
  • Spule (600 Windungen mit Eisenkern)
  • 2 circa 30 cm lange Drähte oder offene Kupferkabel
  • Klebeband
  • 5 kurze Kabel

Minimalplan

Bei Zeitmangel können Sie gegebenenfalls einen thematischen Block weglassen. Die Themenblöcke sind:

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