Energieformen, -umwandlung, -erhaltung

Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie und umgekehrt mit ADM3

Prinzip Mithilfe eines Elektromotors, der zunächst als Motor und danach als Generator arbeitet, werden die Energieumwandlungen von elektrischer Energie in mechanische (potentielle) Energie und umgekehrt qualitativ demonstriert und quantitativ gemessen. Anschließend soll der Wirkungsgrad bei der jeweiligen Energieumwandlung bestimmt werden. Vorteile • Teil einer Systemlösung - Leicht erweiterbar für weitere Versuche • Einfaches Lehren durch Einsatz der Demo-Tafel Physik • Anschauliche Versuchsdurchführung durch Einsatz von ADM3-Multimetern

Umwandlung elektrischer Energie in mechanische und umgekehrt

Prinzip Mithilfe eines Elektromotors, der zunächst als Motor und danach als Generator fungiert, sollen die genannten Energieumwandlungen in qualitativer Weise demonstriert werden. Anschließend soll der Wirkungsgrad bei der jeweiligen Energieumwandlung bestimmt 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 reelle Bauteile auf der Unterseite sichtbar

Umwandlung elektrischer Energie in thermische Energie

Umwandlung elektrischer Energie in thermische Energie

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

Umwandlung von elektrischer Energie in Bewegungsenergie

Prinzip Der Versuch soll darlegen, wie in einem Elektromotor elektrische Energie in Bewegungsenergie umgewandelt wird. Vorteile • Einfaches Design aller Komponenten, so dass die Schüler leicht deren Funktion erkennen können • Die Funktionsmodelle können sukzessiv aufgebaut werden, dadurch sind die funktionellen Beziehungen der Einzelkomponenten untereinander gut zu verstehen. • Kein Werkzeug nötig

Umwandlung von elektrischer Energie in thermische Energie

Prinzip Die Wärme- und die Lichtwirkung des elektrischen Stromes sind den Schülern aus dem Alltag bekannt, und sie haben auch schon mit Glühlampen experimentiert und deren Leucht- bzw. Lichtwirkung als Maß für die elektrische Stromstärke genutzt. Bei diesem Versuch kommt es darauf an, dass ihnen bewusst wird, dass bei all diesen Vorgängen elektrische Energie in thermische Energie in Form von Wärme umgewandelt wird. Je nach den Vorkenntnissen der Schüler kann in der Auswertung im einfachsten Fall das Phänomen oder bei erhöhtem theoretischen Anspruch die Energiebilanz thematisiert werden. Eel = Q    mit     Eel = U · I ·  t. Die Wärmekapazität des Glasgefäßes muss bei der Auswertung berücksichtigt werden: Q = [(cGlass +  cWasser) · mWasser] · Δ T. 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

Umwandlung von elektrischer Energie in Wärmenergie mit ADM3

Prinzip Im Haushalt wird elektrische Energie zum Kochen, Erwärmen von Brauchwasser mit Hilfe von Durchlauferhitzern oder für Elektroheizungen eingesetzt. Viele elektrische Geräte werden beim Betrieb warm, d. h. Umwandlung von elektrischer Energie in Wärmeenergie findet häufig auch unbeabsichtigt statt. Im Versuch wird Wasser in einem Kalorimeter mit Hilfe einer Heizspule erwärmt. Der Zusammenhang zwischen Heizleistung, elektrischer Arbeit (benötigter elektrischer Energie) und Temperaturerhöhung wird untersucht. Vorteile • Teil einer Systemlösung - Leicht erweiterbar für weitere Versuche • Einfaches Lehren durch Einsatz der Demo-Tafel Physik • Anschauliche Versuchsdurchführung durch Einsatz von ADM3-Multimetern

Umwandlung von Licht in Bewegung mit einer Solarzelle

Prinzip Bei der Nutzung alternativer Energiequellen spielt die Solarzelle eine wichtige Rolle, da sie Strahlungsenergie der Sonne direkt in elektrische Energie umwandelt. Die erzeugte elektrische Energie wird in diesem Versuch qualitativ sehr anschaulich durch einen kleinen Motor demonstriert. Als Strahlungsquelle genügt eine Glühlampe. Vorteile • Versuch ist Teil einer Komplettlösung mit insgesamt 17 Versuchen zum Thema Erneuerbare Energien Grundlagen und Wärmeenergie • Kontaktsicherheit durch puzzelartig verzahnbare Bausteine • Doppelter Lernerfolg: Elektrischer Schaltplan auf der Ober- und reele Bauteile auf der Unterseite sichtbar

Umwandlung von Licht in Bewegung mit einer Solarzelle mit ADM3

Prinzip Sonnenenergie lässt sich mit Hilfe einer Solarzelle in elektrische Energie umwandeln. Diese ist sowohl im Haushalt als auch in der Industrie eine sehr wichtige Energieform, das sie sich leicht in andere Energieformen, wie z. B. Wärme, Licht oder mechanische Energie (Bewegung), umwandeln lässt. Im Versuch wird ein kleiner Elektromotor mit einer Solarbatterie betrieben. Der Versuch besteht aus zwei Teilen. Im ersten Teil werden bei unterschiedlicher Beleuchtung elektrische Leistung und Arbeit gleichzeitig gemessen, sodass der Zusammenhang zwischen den beiden Größen sehr anschaulich demonstriert und quantitativ ausgewertet werden kann. Bei großer Lichtintensität und lange Beleuchtungsdauer erwärmen sich Solarzellen und ihre Leistung wird geringer. Dieser Effekt lässt sich im zweiten Teil zeigen. Vorteile • Teil einer Systemlösung - Leicht erweiterbar für weitere Versuche • Einfaches Lehren durch Einsatz der Demo-Tafel Physik • Anschauliche Versuchsdurchführung durch Einsatz von ADM3-Multimetern

Umwandlung von mechanischer Energie in elektrische Energie

Prinzip Die im Versuch verwendeten Lampen haben sehr unterschiedliche Leistungen. Den Schülerinnen und Schülern sollte anschaulich deutlich sein, dass schnelleres Ziehen an der Schnur das Zuführen von mehr mechanischer Energie bedeutet. Wenn die physikalischen Zusammenhänge von Spannung, Stromstärke und Leistung bekannt sind, können in der Zusatzaufgabe auch genauere Betrachtungen zur Erzeugung elektrischer Energie vorgenommen werden. Vorteile • Versuch ist Teil einer Komplettlösung mit insgesamt 17 Versuchen zum Thema Erneuerbare Energien Grundlagen und Wärmeenergie • Einfaches Experimentieren durch Montage des Generators im Stativfuß • Verschiedene elektrische Verbraucher können an den Generator angeschlossen werden

Umwandlung von mechanischer Energie in innere Energie

Prinzip In diesem Versuch wird potentielle Energie von Schrotkugeln durch Herunterfallen in einem Rohr zuerst in kinetische Energie und dann in innere Energie umgewandelt (Whiting-Röhre). Vorteile • Echtes Stativmaterial für besonders stabilen und damit sicheren Aufbau • Schülergerechte Anleitungen inklusive Protokollfragen

Umwandlung von mechanischer Energie in innere Energie mit Cobra SMARTsense

Prinzip Verschiedene Energieformen lassen sich ineinander umwandeln. Hier wird die Lageenergie von Schrotkugeln in Wärme verwandelt, wenn die herabfallenden Schrotkugeln miteinander zusammenstoßen. Vorteile • Besonders verständliche und didaktisch aufbereitete Versuchsbeschreibung (Alltagsbezug etc.) inkl. Protokollfragen • Zukunftsorientiert unterrichten: Einbindung in den digitalen naturwissenschaftlichen Unterricht mit Tablets • Erhöhte Motivation bei Schüler/innen durch Nutzung der intuitiven measureAPP • Steigerung der Medienkompetenz