Schülerversuche

Antrieb eines Wasserrades

Prinzip Die Drehung des Wasserrades wurde früher vor allem in Mühlen z. B. zum Kornmahlen verwendet. Mit einem Wasserrad ließe sich auch ein Dynamo antreiben. Die elektrische Energie kann dann zum Antrieb von verschiedenen Motoren verwendet werden z.B. für Pumpen. In Wasserkraftwerken werden heute große Turbinen zur Erzeugung elektrischer Energie eingesetzt. Vorteile • Versuch ist Teil einer Komplettlösung mit insgesamt 17 Versuchen zum Thema Erneuerbare Energien Grundlagen und Wärmeenergie • Versuch bietet einen guten Einstieg in das Thema Erneuerbare Energien • Versuch kann fächerübergreifend eingesetzt werden

Beobachtung eines Windrades bei Belastung

Prinzip Das Windrad wird durch ein Gebläse angetrieben und ein "Verbraucher" angeschlossen, also z.B. eine Glühlampe oder eine LED zum Leuchten gebracht. Beobachte das Windrad mit und ohne Verbraucher. Vorteile • Versuch ist Teil einer Komplettlösung mit insgesamt 26 Versuchen zum Thema Erneuerbare Energie Solarzellen, Windenergie, Wasserkraft • Sicheres Experimentieren: Der Lüfter im Gebläse ist vor Berührung geschützt • Das verwendete Netzgerät ist vielfältig einsetzbar und besonders geeignet für Schülerversuche für alle Altersstufen ("RiSU 2016 - Konform")

Betrieb einer LED mit Solarenergie

Prinzip Eine rote Leuchtdiode benötigt etwa 2 V- als Versorgungsspannung, sie kann also nicht mit einer einzelnen Solarzelle betrieben werden. Der Gerätesatz enthält eine Solarbatterie, die die erforderliche Spannung liefert. Der Versuch soll verdeutlichen, wie man einzelne Solarzellen so kombinieren kann, dass sie dieselbe Spannung wie die Solarbatterie erzeugen: Sie werden in Reihe geschaltet, sodass sich ihre Spannungen addieren können. Dasselbe Prinzip nutzt die Solarbatterie. Vorteile • Versuch ist Teil einer Komplettlösung mit insgesamt 26 Versuchen zum Thema Erneuerbare Energie Solarzellen, Windenergie, Wasserkraft • Sicheres Experimentieren: die Lampe ist vor Berührung geschützt, das Gehäuse ist mit Hilfe von Bohrungen gut durchlüftet und erhitzt sich nur wenig • Das verwendete Netzgerät ist vielfältig einsetzbar und besonders geeignet für Schülerversuche für alle Altersstufen ("RiSU 2016 - Konform")

Der Wirkungsgrad einer Elektrolyseur-Brennstoffzellen-Anlage

Prinzip Die Nutzung von Wasserstoff und Sauerstoff als Energiespeicher ist nur dann sinnvoll, wenn das Speichern der Energie mit möglichst geringen Verlusten funktioniert. In diesem Versuch wird der Wirkungsgrad der Elektrolyseur-Brennstoffzellen-Anlage und somit der Gesamtwirkungsgrad von der Erzeugung bis zum Verbrauch von Wasserstoff und Sauerstoff untersucht. Vorteile • Versuch ist Teil einer Komplettlösung mit insgesamt 10 Versuchen zum Thema Erneuerbare Energie Brennstoffzellentechnologie • Das verwendete Netzgerät ist vielfältig einsetzbar und besonders geeignet für Schülerversuche für alle Altersstufen ("RiSU 2016 - Konform") • Doppelter Lernerfolg: Elektrischer Schaltplan auf der Ober- und reele Bauteile auf der Unterseite sichtbar

Die Dunkelkennlinie einer Solarzelle

Prinzip Bei abgedunkelter Solarzelle wird die Stromstärke in Abhängigkeit von der Spannung gemessen.  Vorteile • Versuch ist Teil einer Komplettlösung mit insgesamt 26 Versuchen zum Thema Erneuerbare Energie Solarzellen, Windenergie, Wasserkraft • Das verwendete Netzgerät ist vielfältig einsetzbar und besonders geeignet für Schülerversuche für alle Altersstufen ("RiSU 2016 - Konform") • Doppelter Lernerfolg: Elektrischer Schaltplan auf der Ober- und reele Bauteile auf der Unterseite sichtbar

Die elektrische Leistung und Arbeit

Die elektrische Leistung und Arbeit

Prinzip Wie groß die Leistung eines elektrischen Gerätes ist, kann man qualitativ daraus schließen, wie groß seine Leuchtkraft (Helligkeit), Wärmeabgabe, Lautstärke usw. ist. Bei diesem Versuch wird die Lichtaussendung von Glühlampen als Maß für die elektrische Leistung genutzt. Die Schüler sehen z. B. leicht ein, dass zwei gleiche Lampen zusammen eine doppelte Leistung haben, wenn sie gleich hell leuchten, und n Glühlampen entsprechend die n -  fache. Der Versuch besteht wegen P ~ U für I = konst. und P ~ I für U = konst. aus zwei Teilen. Vorteile • Keine zusätzlichen Kabelverbindungen zwischen den Bausteinen nötig - übersichtlicherer und schnellerer Aufbau • Kontaktsicherheit durch puzzelartig verzahnbare Bausteine • Hartvergoldete, korrosionsbeständige Kontakte • Doppelter Lernerfolg: Elektrischer Schaltplan auf der Ober- und reele Bauteile auf der Unterseite sichtbar

Die elektrische Leistung und Arbeit mit Cobra SMARTsense

Prinzip Die zum Betrieb elektrischer Bauelemente notwendige elektrische Leistung resultiert aus der bei einer angelegten Spannung fließenden elektrischen Stromstärke. Bei diesem Versuch wird die Helligkeit von Glühlampen als Maß für die elektrische Leistung genutzt. Die Schüler sehen z. B. leicht ein, dass zwei gleiche Lampen zusammen eine doppelte Leistung haben, wenn sie gleich hell leuchten. Vorteile • Besonders verständliche und didaktisch aufbereitete Versuchsbeschreibung (Alltagsbezug etc.) inkl. Protokollfragen. • Zukunftsorientiert unterrichten: Einbindung in den digitalen naturwissenschaftlichen Unterricht mit Tablets oder Smartphones. • Erhöhte Motivation bei Schüler/innen durch Nutzung der intuitiven measureAPP. • Steigerung der Medienkompetenz. • Keine zusätzlichen Kabelverbindungen zwischen den Bausteinen nötig - übersichtlicherer und schnellerer Aufbau • Kontaktsicherheit durch puzzelartig verzahnbare Bausteine • Hartvergoldete, korrosionsbeständige Kontakte • Doppelter Lernerfolg: Elektrischer Schaltplan auf der Ober- und reele Bauteile auf der Unterseite sichtbar

Die Solarzelle

Die Solarzelle als Diode

Prinzip Die Schüler sollen das Verhalten einer unbeleuchteten Solarzelle kennenlernen. Dazu wird an die Solarzelle eine Gleichspannung angelegt und mit Hilfe einer Glühlampe untersucht, ob ein Strom fließt. Anschließend wird die Spannung umgepolt. Vorteile • Versuch ist Teil einer Komplettlösung mit insgesamt 26 Versuchen zum Thema Erneuerbare Energie Solarzellen, Windenergie, Wasserkraft • Das verwendete Netzgerät ist vielfältig einsetzbar und besonders geeignet für Schülerversuche für alle Altersstufen ("RiSU 2016 - Konform") • Doppelter Lernerfolg: Elektrischer Schaltplan auf der Ober- und reele Bauteile auf der Unterseite sichtbar

Eigenschaften einer Solarzelle - Abhängigkeit von der Beleuchtungsstärke

Prinzip Bei der Erschließung alternativer, nicht fossiler Energiequellen spielt die Solarzelle eine wichtige Rolle. Sie wandelt unmittelbar Lichtenergie in elektrische Energie um. In diesem Versuch wird der Einfluss der Beleuchtungsstärke auf Leerlaufspannung und Kurzschlussstromstärke untersucht. Die Beleuchtungsstärke kann durch Wahl des Abstandes oder des Beleuchtungswinkels verändert werden. Vorteile • Keine zusätzlichen Kabelverbindungen zwischen den Bausteinen nötig - übersichtlicherer und schnellerer Aufbau • Kontaktsicherheit durch puzzelartig verzahnbare Bausteine • Hartvergoldete, korrosionsbeständige Kontakte • Doppelter Lernerfolg: Elektrischer Schaltplan auf der Ober- und reele Bauteile auf der Unterseite sichtbar

Einfluss der Anzahl der Rotorblätter

Prinzip Aus ihrer Umwelt kennen die Schüler meistens Windräder mit 3 Rotorblättern. Es gibt auch Modelle mit nur 2 Blättern oder ganz andere Aufbauten. Wasserräder besitzen dagegen mehr Schaufeln ("Blätter"), sie sind zum Antrieb großer Maschienen geeignet und wurden früher z.B. zum Mahlen von Korn genutzt. Die Windräder werden zur Erzeugung elektrischer Energie genutzt. Die optimale Anzahl der Blätter ergibt sich hierbei nicht nur aus der maximalen Nutzenergie aus dem Wind, sondern auch aus dem erforderlichen Materialeinsatz und der Stabilität des Windrades beim Betrieb. Vorteile • Versuch ist Teil einer Komplettlösung mit insgesamt 26 Versuchen zum Thema Erneuerbare Energie Solarzellen, Windenergie, Wasserkraft • Sicheres Experimentieren: Der Lüfter im Gebläse ist vor Berührung geschützt • Das verwendete Netzgerät ist vielfältig einsetzbar und besonders geeignet für Schülerversuche für alle Altersstufen ("RiSU 2016 - Konform")