Elektrischer Strom & Wirkung

Zusammenhang zwischen Spannung und Stromstärke bei Leitungsvorgängen in Flüssigkeiten

Zusammenhang zwischen Spannung und Stromstärke bei Leitungsvorgängen in Flüssigkeiten

Prinzip Nachdem die Schüler erkannt haben, dass es auch leitenden Flüssigkeiten gibt, nämlich wässrige Lösungen von Elektrolyten, soll die Frage beantwortet werden, ob auch für diese das ohmsche Gesetz gilt. Die Versuchsergebnisse führen zur Bejahung dieser Frage. Aber den Schülern sollte anschließend mitgeteilt werden, dass das nicht für jede wässrige Lösung eines Elektrolyten gilt. 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

Wheatstone-Brücke

Prinzip Die Brückenschaltung nach Wheatstone wird zur Bestimmung unbekannter Widerstände verwendet. Die Schaltung besteht aus zwei veränderbaren Widerständen (z. B. Schleifdraht-Messbrücke), einem festen Widerstand und dem zu bestimmenden Widerstand. Als "Brücke" dient ein empfindlicher Strommesser. Die veränderbaren Widerstände sind so einzustellen, dass die Brücke stromlos ist, dann kann der unbekannte Widerstand berechnet werden. Vorteile • Erlaubt hochpräzise und reproduzierbare Messungen • Zahlreiche verschiedene Messvariationen möglich • Auch geeignet zum Messen kleiner Widerstände

Ladekurve eines Kondensators

Prinzip Ein Kondensator wird durch einen Widerstand geladen. Der Strom wird in Abhängigkeit von der Zeit und den Effekten der Kapazität, dem Widerstand und der angelegten Spannung bestimmt.

Kirchhoffsche Gesetze

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

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.

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

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

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

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