Elektrischer Strom & Wirkung

Die Leitfähigkeit wässriger Lösungen von Elektrolyten

Prinzip Salze, Säuren und Basen sind Elektrolyte. In reinster Form leiten sie den elektrischen Strom (fast) nicht, weil sie dann keine (oder nur äußerst wenige) frei bewegliche lonen enthalten. In Wasser gelöste Elektrolyte zerfallen (dissoziieren) in positive und negative Ionen. Legt man an zwei Elektroden, die in die wässrige Lösung eines Elektrolyten eintauchen, eine Spannung an, dann wandern die Ionen jeweils in Richtung der Elektrode, die entgegengesetzt elektrisch gepolt ist. Wässrige Lösungen von Elektrolyten sind also elektrisch leitfähig. Das sollen die Schüler im Versuch herausfinden und so auch erkennen, warum ein nicht gelöster (oder nicht geschmolzener) Elektrolyt sowie destilliertes Wasser nicht bzw. fast nicht leitfähig sind.  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 Leitfähigkeit wässriger Lösungen von Elektrolyten

Prinzip Es soll demonstriert werden, dass wässrige Lösungen von Elektrolyten den elektrischen Strom leiten. 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 reelle Bauteile auf der Unterseite sichtbar

Die Leitfähigkeit wässriger Lösungen von Elektrolyten

Die Schmelzsicherung

Die Schmelzsicherung

Prinzip Es soll demonstriert werden, wie die einfache Sicherung, die Schmelzsicherung, funktioniert. 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 reelle Bauteile auf der Unterseite sichtbar

Die Schmelzsicherung

Prinzip Schadhafte Zuleitungen oder defekte elektrische Geräte können Kurzschlüsse hervorrufen. Dabei wird das eigentliche elektrische Gerät - genau genommen sein Widerstand - umgangen. Die Folge ist eine unzulässig hohe Stromstärke, die zu einer übermäßigen Erwärmung stromführender Teile führt, die Brände verursachen kann. Die Schüler sollen bei diesem Versuch das Prinzip kennen lernen, nach dem die einfachste und älteste Sicherung, die Schmelzsicherung, funktioniert. 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

Elektrische Leitfähigkeit von Metallen

Prinzip Die elektrische Leitfähigkeit von Kupfer und Aluminium wird bestimmt und das Wiedemann-Franzsche Gesetz überprüft. Vorteile • Einfache und präzise Messung der elektrischen Leitfähigkeit • Kompakter, leicht transportierbarer Versuchsaufbau

Galvanische Elemente

Prinzip Ein galvanisches Element besteht im Prinzip aus zwei unterschiedlichen Metallelektroden, die in die wässrige Lösung eines Elektrolyten eintauchen. Zwischen den Elektroden lässt sich eine elektrische Spannung "abgreifen" deren Entstehung man vereinfacht dadurch erklären kann, dass positive Metallionen aus der Oberfläche der Elektroden in die Lösung übergehen und frei bewegliche Elektronen auf den Elektroden zurückbleiben. In diesem Versuch wird gezeigt, dass zwischen zwei Elektroden aus unterschiedlichen Metallen eine elektrische Spannung entsteht, wenn sie sich in einer wässrigen Lösung eines Elektrolyten befinden. 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

Galvanische Elemente

Prinzip Ein galvanisches Element besteht im Prinzip aus zwei unterschiedlichen metallischen Elektroden, die in die wässrige Lösung eines Elektrolyten eintauchen. Zwischen den Elektroden besteht eine Spannung, deren Entstehung man vereinfacht dadurch erklären kann, dass positive Metallionen aus der Oberfläche der Elektroden in die Lösung übertreten und frei bewegliche Elektronen auf den Elektroden zurücklassen. Weil das bei unterschiedlichen Metallen in unterschiedlichem Maße geschieht, laden sich diese unterschiedlich stark auf. Dieser Ladungsunterschied verursacht eine Spannung. Die Schüler sollen mit diesem Versuch den Aufbau und die Wirkungsweise von Monozellen kennen lernen, die in der Praxis häufig verwendet werden, dann aber komplizierter ausgeführt sind. 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

Halter für Bauelemente

Halter auf Acrylglassockel mit zwei Krokodilklemmen zum Anschluss von offenen Widerständen und anderen elektronischen Komponenten oder Proben aus dem Satz „Leiter und Nichtleiter“. Buchsen für 4-mm-Sicherheitsstecker.

Kennlinie und Wirkungsgrad von PEM-Brennstoffzelle und PEM-Elektrolyseur

Prinzip In einem PEM-Elektrolyseur besteht der Elektrolyt aus einer für Protonen durchlässigen Membran und Wasser (PEM = Proton-Exchange-Membrane). Wenn eine Spannung angelegt wird, werden Wasserstoff und Sauerstoff gebildet. Die PEM-Brennstoffzelle erzeugt elektrische Energie aus Wasserstoff und Sauerstoff. Die elektrischen Eigenschaften des Elektrolyseurs und der Brennstoffzelle können mit Hilfe einer aufgenommenen Strom-Spannungs-Kennlinie untersucht werden. Um den Wirkungsgrad zu bestimmen, werden die erzeugten Gase in kleinen Gasspeichern gesammelt. Es können dann die Gasmengen, die erzeugt oder verbraucht werden, einfach bestimmt werden. Vorteile • Quantitive Bestimmung aller Parameter • Herstellung von Wasserstoff und Sauerstoff, dessen Volumen quantifiziert werden kann • Lagerung der erzeugten Gase in einer "Gasbar" zur Wiederverwendung

Kirchhoffsche Gesetze