Ein ganz einfacher Rundgang

Teile und Materialien

• 6-Volt-Batterie
• 6-Volt-Glühlampe
• Überbrückungsdrähte
• Breadboard
• Klemmleiste

Ab diesem Experiment wird davon ausgegangen, dass ein Multimeter erforderlich ist und nicht in die erforderliche Teile- und Materialliste aufgenommen wird.

In allen nachfolgenden Abbildungen wird anstelle eines analogen Messgeräts ein digitales Multimeter gezeigt, es sei denn, es gibt einen besonderen Grund, ein analoges Messgerät zu verwenden.

Sie werden ermutigt, beide zu verwenden Arten von Messgeräten, um sich mit der Bedienung jedes einzelnen in diesen Experimenten vertraut zu machen.

Querverweise

Lektionen in Stromkreisen , Band 1, Kapitel 1:„Grundbegriffe der Elektrizität“

Lernziele

• Erforderliche Konfiguration zum Erstellen einer Schaltung
• Normale Spannungsabfälle in einem Betriebsstromkreis
• Bedeutung der Kontinuität für eine Schaltung
• Arbeitsdefinitionen von „offenen“ und „kurzen“ Stromkreisen
• Breadboard-Nutzung
• Verwendung von Klemmenleisten

Schematische Darstellung

Illustration

Einfache Schaltung erstellen

Dies ist die einfachste komplette Schaltung in dieser Sammlung von Experimenten:eine Batterie und eine Glühlampe.

Schließen Sie die Lampe wie in der Abbildung gezeigt an die Batterie an und die Lampe sollte leuchten, vorausgesetzt, die Batterie und die Lampe sind beide in gutem Zustand und sie sind in Bezug auf die Spannung aufeinander abgestimmt.

Wenn irgendwo im Stromkreis eine „Unterbrechung“ (Unterbrechung) auftritt, wird die Lampe nicht leuchten. Es ist nicht egal wo so ein Bruch auftritt!

Viele Schüler gehen davon aus, dass der Draht, der den Minuspol der Batterie mit der Lampe verbindet, für den Betrieb des Stromkreises wichtiger ist als der ein anderer Draht, der einen Rückweg für Elektronen zurück zur Batterie bereitstellt. Das ist nicht wahr!

Messen der Spannung im Stromkreis

Messen Sie mit Ihrem Multimeter, das auf den entsprechenden „DC-Volt“-Bereich eingestellt ist, die Spannung an der Batterie, an der Lampe und an jedem Überbrückungskabel.

Machen Sie sich mit den normalen Spannungen in einem funktionierenden Stromkreis vertraut. „Unterbrechen“ Sie nun den Stromkreis an einem Punkt und messen Sie die Spannung zwischen denselben Punkten erneut. Messen Sie zusätzlich die Spannung über der Unterbrechung wie folgt:

Welche Spannungen messen gleich wie vorher? Welche Spannungen unterscheiden sich seit Einführung der Unterbrechung?

Wie viel Spannung manifestiert oder abfällt über die Pause?

Was ist die Polarität des Spannungsabfalls über der Unterbrechung, wie vom Messgerät angezeigt?

Schließen Sie das Überbrückungskabel wieder an die Lampe an und unterbrechen Sie den Stromkreis an einer anderen Stelle.

Messen Sie erneut alle Spannungs-„Abfälle“ und machen Sie sich mit den Spannungen eines „offenen“ Stromkreises vertraut.

Bauen Sie den gleichen Stromkreis auf einem Steckbrett auf und achten Sie darauf, die Lampe und die Drähte so in das Steckbrett zu legen, dass die Kontinuität erhalten bleibt.

Das hier gezeigte Beispiel ist nur das:ein Beispiel, nicht das nur So bauen Sie eine Schaltung auf einem Steckbrett:

Kurzschlussfälle

Experimentieren Sie mit verschiedenen Konfigurationen auf dem Steckbrett, indem Sie die Lampe in verschiedene Löcher stecken.

Wenn Sie auf eine Situation stoßen, in der die Lampe nicht leuchtet und die Anschlussdrähte warm werden, haben Sie wahrscheinlich eine Situation, die als Kurzschluss bekannt ist , wo ein Pfad mit einem niedrigeren Widerstand als die Lampe den Strom um die Lampe herum leitet und verhindert, dass genug Spannung über die Lampe abfällt, um sie zum Leuchten zu bringen.

Hier ist ein Beispiel für einen Kurzschluss auf einem Steckbrett:

Ein Beispiel für einen versehentlichen Kurzschluss

Hier ist ein Beispiel für ein Versehen Kurzschluss des Typs, der typischerweise von Schülern gemacht wird, die mit der Verwendung von Steckbrettern nicht vertraut sind:

Hier ist kein "Kurzschluss"-Draht auf dem Steckbrett vorhanden, aber ist ein Kurzschluss und die Lampe weigert sich zu leuchten.

Können Sie basierend auf Ihrem Verständnis der Lochverbindungen von Steckbrettern feststellen, wo der „Kurzschluss“ in diesem Stromkreis ist?

Tipps zur Vermeidung von Kurzschlüssen

Kurzschlüsse sind generell zu vermeiden, da sie zu einem sehr hohen Elektronenfluss führen, wodurch sich Drähte erhitzen und Batteriestromquellen entladen werden.

Wenn die Stromquelle stark genug ist, kann ein Kurzschluss zu explosiver Hitze führen, die Schäden an der Ausrüstung und eine Gefahr für in der Nähe befindliches Personal verursacht.

Das passiert, wenn ein Ast die Drähte einer Stromleitung „kurzschließt“:Der Ast, der aus nassem Holz besteht, wirkt als niederohmiger Pfad für elektrischen Strom, was zu Hitze und Funkenbildung führt.

Sie können den Batterie-/Lampenstromkreis auch auf einer Klemmenleiste aufbauen:einem Stück Isoliermaterial mit Metallstangen und Schrauben, um Drähte und Komponentenklemmen daran zu befestigen.

Hier ist ein Beispiel dafür, wie diese Schaltung auf einer Klemmleiste aufgebaut sein könnte:

VERWANDTE ARBEITSBLÄTTER:

• Einfache Schaltungen
• Elementare Schaltkreise