Schaltkreise auf Papier
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Methode 1: Schaltkreise auf Papier Schaltkreise auf Papier
Zielgruppe ab 8
Gruppengröße 10 Personen
Dauer 20-30 min
Phase Einstieg / Vertiefung / Abschluss
Schwerpunkt Elektronik, Stromkreise
Kurzbeschreibung: Mache einfache oder komplexe elektrische Schaltkreise auf einem Stück Papier. Dabei lernst du spielerisch wie Led’s funktionieren und Schaltkreise aufgebaut sind.
Materialien
Kupferband, 3mm Leds, 6 pro TeilnehmerIn, 3-volt Batterie, Tixo. Edding, Foldback Klammer 1 pro TeilnehmerIn, Klebeplan und Handout
Werkzeug
Scheren, Multimeter und Lötstation (optional)
Ablauf
Materialausgabe und Leuchttest
- Suche die positive Seite der Batterie, indem du die Markierung „+“ suchst. Die nicht markierte Seite der Batterie ist die negative Seite.
- Schau dir die Led/ Leuchtdiode (Light-Emitting-Diode) genauer an. Eine LED wandelt elektrische Energie in Licht. Die beiden Leitungen der LED werden oft als Beine bezeichnet. Das längere Bein der LED ist die positive Seite (+) oder die Anode und das kürzere Bein ist die negative Seite (-) oder die Kathode. Der Strom fließt immer von der Anode zur Kathode.
- Markier die Anode oder das positive Bein jeder LED mit dem Permanent Marker.
- Probiere die Leds mit der Knopfbatterie aus, bevor du weitermachst.
Tipps bevor wir starten
- Versuch das Kupferband in einem Stück zu verkleben ohne es zwischendurch abzureißen bis eine Lücke kommt oder die Linie zu Ende ist.
- Auch an den Ecken sollte das Band in einem Stück weiter verklebt werden. Faltet das Kupferband an der Ecke in die entgegengesetzte Richtung vor der Biegung, die Klebeseite zeigt dabei nach oben und dann faltet das Band wieder in die Drehrichtung wo es weiter verlaufen soll.
Aufgabe: Geschlossene Schaltung
- Beginne das Kupferband von der Mitte des positiven Batteriekreises anzukleben und entferne langsam das Papier und klebe gleichzeitig das Tape an. Folge der Linie Richtung negativem (-) Batteriekreis. Lasse dort wo die Leds platziert werden ein Lücke.
- Das positive Bein deiner LED sollte markiert sein. Jetzt biege beide Beine nach außen, so das sie flach auf dem Kupferband aufliegen. Du kannst dazu die Zange zur Hilfe nehmen.
- Klebe nun die Beine der Led mit Tixo auf das Kupferband und achte darauf, dass die (+) Seite der LED auf der Seite vom Band aufliegt, die von dem positiven Batteriekreis kommt
- Falte die Batterie mit dem Papier um. So stellst du den Stromfluss her und kannst sie mit dem Clip befestigen.
Aufgabe: Reihenschaltung
- Beginne das Kupferband von der Mitte des positiven Batteriekreises anzukleben und entferne langsam das Papier und klebe gleichzeitig das Tape an. Folge der Linie Richtung negativem (-) Batteriekreis. Lasse dort wo die Leds platziert werden eine Lücke.
- Die positiven Beine deiner LEDs sollte markiert sein. Jetzt biege beide Beine nach außen, so das sie flach auf dem Kupferband aufliegen. Du kannst dazu die Zange zur Hilfe nehmen.
- Klebe nun die Beine der Leds mit Tixo auf das Kupferband und achte darauf, dass die (+) Seite der LED auf der Seite vom Band aufliegt, die von dem positiven Batteriekreis kommt.
- Falte die Batterie mit dem Papier um. So stellst du den Stromfluss her und kannst sie mit dem Clip befestigen.
- Wenn die Lichter nicht aufleuchten, ziehen die Leds mehr Strom als die Batterie hat und du kannst versuchen zwei Batterien übereinander in das Papier zu falten und den Stromkreis zu schließen. Verschiedenfarbige Leds verbrauchen unterschiedlich viel Strom.
Aufgabe: Parallelschaltung
- Beginne das Kupferband von der Mitte des Batteriekreises anzukleben und entferne langsam das Papier und klebe gleichzeitig das Tape an. Folge der Linie Richtung negativem (-) Batteriekreis. Lasse diesmal keine Lücke.
- Die positiven Beine deiner LEDs sollte markiert sein. Jetzt biege beide Beine nach außen, so das sie flach auf dem Kupferband aufliegen. Du kannst dazu die Zange zur Hilfe nehmen.
- Klebe nun die Beine der Leds mit Tixo auf das Kupferband und achte darauf, dass die (+) Seite der LED auf der Seite vom Band aufliegt, die von dem positiven Batteriekreis kommt.
- Falte die Batterie mit dem Papier um. So stellst du den Stromfluss her und kannst sie mit dem Clip befestigen.
- Probiere aus wie viele weitere LEDs du hinzufügen kannst, bis das Licht immer schwächer wird und Batterieleistung nicht mehr reicht.
Aufgabe: Offener Stromkreis mit Schalter
Ein offener Stromkreis ist ein defekter Stromkreis. Der Strom kann nicht fließen solange der Kreis unterbrochen ist. Du brauchst einen Schalter ein um den Kreis zu schließen und zu öffnen.
- Nummerierter Listeneintrag Falte das Kupferband ein paar Zentimeter mit der Klebeseite zusammen und lass diese Lasche überhängen, reiß sie nicht ab und starte bei der Lücke das Kupferband am Schalter bis zur (-) Batteriekreis zu kleben. Klebe auch das restliche Band an und lass eine Lücke bei der LED.
- Die positiven Beine deiner LEDs sollte markiert sein. Jetzt biege beide Beine nach außen, so das sie flach auf dem Kupferband aufliegen. Du kannst dazu die Zange zur Hilfe nehmen.
- Klebe nun die Beine der Leds mit Tixo auf das Kupferband und achte darauf, dass die (+) Seite der LED auf der Seite vom Band aufliegt, die von dem positiven Batteriekreis kommt.
- Falte die Batterie mit dem Papier um. So stellst du den Stromfluss her und kannst sie mit dem Clip befestigen.
- Die Lampe wird noch nicht aufleuchten. Erst wenn du die Lasche von deinem Schalter umlegst und den Kreis schließt leuchtet sie auf.
Die LEDs leuchten nicht auf. Ansätze zur Problemlösung
- Drück das Kupferband gleichmäßig an und streiche Erhebungen aus
- Sind die Ecken so flach wie nur möglich? Stelle sicher, dass sich das Kupferband nicht kreuzt
- Stelle sicher, dass das Band nicht gerissen ist
- Sind die Beine der Leds gleichmäßig auf das Kupferband geklebt? Dreh die Batterie um
- Probier eine neue Batterie
- Probier eine neue LED
- Verwende gleichfarbige LEDs, wenn du mehrere verwendest
- Nimm ein Multimeter zu Hilfe und prüfe den Stromfluss
- Löte die LEDs an das Kupferband an
Ergänzende Methode / Materialien: keine
Materialkosten 2,50 €