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Stromkreise

Zehn Aufgaben aus allen neun Unterkapiteln, bei denen du beurteilen, begründen, widerlegen und planen musst — und bei denen ein „weil“-Satz genauso viel zählt wie das Ergebnis.

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Aufgabenblock — AFB III

Zehn Aufgaben aus allen neun Unterkapiteln — aber diesmal reicht es nicht, einen Wert zu nennen. Du sollst beurteilen, begründen, widerlegen, übertragen und planen. Geh bei jeder Aufgabe so vor: erst selbst überlegen, dann das Aufgaben-Element bedienen — und erst ganz zum Schluss die Musterlösung aufklappen und mit deinen eigenen Worten vergleichen. Ein guter Begründungssatz enthält fast immer das Wort weil.

A1
Werkstatt — „Ich zieh ihn einfach schnell weg“
AFB III

In der Schulwerkstatt fasst Ben an das beschädigte Kabel einer Bohrmaschine, die an der Steckdose hängt (230 V). Er sackt zusammen und lässt das Kabel nicht mehr los. Lena will sofort hinlaufen und ihn am Arm wegziehen: „Zwei Sekunden — das schadet doch nicht.“

Widerlege Lena. Nicht jede Aussage, die richtig klingt, ist auch eine tragende Begründung.

Welche Aussagen sind richtig und begründen, warum Lena so nicht handeln darf? Klicke alle passenden an, dann auf „Auswahl prüfen“.

Denkanstoß: Prüfe jede Aussage mit zwei Fragen: Stimmt sie überhaupt? Und sagt sie etwas darüber, warum Lenas Plan gefährlich ist?Warum so? Eine Begründung, die auf einer falschen Behauptung steht, trägt nicht — auch wenn sie klug klingt.
Lösungsspur: Strom ist unsichtbar und geräuschlos — man sieht und hört ihm nichts an. Und gefährlich wird es für den Menschen schon ab etwa 50 V, die Steckdose liegt mit 230 V weit darüber. Zwei Aussagen fallen damit sofort weg.
So begründest du es

Vier Aussagen tragen. Solange der Strom fließt, würdest du beim Anfassen selbst Teil des Stromkreises — genau deshalb gilt die feste Reihenfolge: 1. Hilfe rufen, 2. Strom abschalten (Sicherung heraus, Stecker ziehen), 3. mit einem nicht leitenden Gegenstand trennen, 4. Notruf 112 und Erste Hilfe. Dass der Stromweg durch den Bereich um das Herz besonders gefährlich ist, erklärt zusätzlich, warum schon kurze Zeit reicht: Das Herz kann unregelmäßig schlagen oder stehen bleiben.

Zwei Aussagen sind falsch. Die Steckdose führt 230 V — gefährlich wird es für den Menschen bereits ab etwa 50 V, die Grenze liegt also weit unter 1000 V. Und Strom ist unsichtbar und geräuschlos: Ohne Funken und ohne Brummen kann trotzdem voller Strom fließen.

Antwortsatz: Lena darf Ben nicht anfassen, weil sie damit selbst Teil des Stromkreises würde. Erst muss der Strom abgeschaltet werden — danach darf sie ihn mit einem trockenen Holzstiel vom Kabel trennen. Und auch wenn es Ben danach gut geht, muss er später zur Ärztin oder zum Arzt: Stromunfälle haben Spätfolgen an Nieren und Nerven.

1. Strom aus 2. Holzstiel niemals mit der bloßen Hand
Erst abschalten, dann trennen
A2
Taschenlampe bleibt dunkel — plane die Fehlersuche
AFB III

Mias Taschenlampe bleibt dunkel. Sie sagt: „Dann kaufe ich eben neue Batterien.“ Das kann klappen — muss es aber nicht: Auch ein offener Schalter, eine gelöste Feder oder ein gerissener Glühfaden lassen die Lampe dunkel bleiben.

Entwirf einen Prüfplan. Sinnvoll ist er, wenn du immer nur eine Sache änderst und mit dem beginnst, was nichts kostet und nichts kaputt macht.

Bringe die fünf Prüfschritte in eine sinnvolle Reihenfolge. Mit den Pfeiltasten oder den Knöpfen verschiebst du eine Zeile.

  • 1Das Lämpchen gegen ein Lämpchen aus einer Taschenlampe tauschen, die leuchtet.
  • 2Den Schiebeschalter ganz durchschieben — vielleicht ist der Stromkreis nur offen.
  • 3Erst ganz zum Schluss neue Batterien einlegen.
  • 4Den Deckel öffnen und prüfen, ob die Batterien richtig herum liegen: Pluspol an Minuspol des Nachbarn.
  • 5Nachsehen, ob die Metallfeder das Lämpchen wirklich berührt.

Tastatur: Zeile mit Tab anspringen, dann Pfeil hoch oder Pfeil runter.

Denkanstoß: Gehe von außen nach innen. Was kannst du ohne Werkzeug, ohne Ausbauen und ohne Ersatzteil sofort ausprobieren?Warum so? Wer zuerst die teuerste Ursache repariert, tauscht am Ende oft Teile, die gar nicht kaputt waren.
Lösungsspur: Erst der Schalter (kostet nichts), dann der Blick in das Batteriefach, dann die Feder als Leitungsstück, dann das Lämpchen als Verbraucher — und ganz zuletzt die Stromquelle, weil neue Batterien Geld kosten.
So begründest du es

Reihenfolge: Schalter — Batterielage — Feder/Kontakt — Lämpchen — neue Batterien.

Begründung: Die Taschenlampe ist ein geschlossener Stromkreis aus vier Bestandteilen: Stromquelle (die Batterien), Schalter (der Schieber), Leitung (Metallfeder und Kontakte) und Verbraucher (das Lämpchen). Dunkel bleibt die Lampe schon dann, wenn der Kreis an einer einzigen Stelle unterbrochen ist. Deshalb prüfst du der Reihe nach jede Stelle — und zwar immer nur eine pro Schritt, weil du sonst nicht weißt, welche Änderung geholfen hat.

Dass die Batterien zuletzt drankommen, hat einen praktischen Grund: Neue Batterien kosten Geld, und wenn in Wirklichkeit die Feder keinen Kontakt hat, bleibt die Lampe auch mit neuen Batterien dunkel. Übrigens: Zwei Batterien werden hintereinander eingelegt — Pluspol an Minuspol des Nachbarn. Liegt eine falsch herum, ist der Kreis ebenfalls nicht in Ordnung.

A3
Jonas’ Zeichenprotokoll — finde die falschen Zeilen
AFB III

Jonas soll ein Schaltbild zeichnen: eine Batterie, ein Lämpchen, ein Schalter und ein Amperemeter. Wie er dabei vorgeht, schreibt er Zeile für Zeile auf. Vier Zeilen widersprechen den Regeln für Schaltbilder.

Klicke die Zeilen an, die falsch sind. Dann auf „Protokoll prüfen“.

Denkanstoß: Ein Schaltbild ist kein Bild vom Aussehen, sondern ein Plan davon, wie die Bauteile verbunden sind. Prüfe jede Zeile daran.Warum so? Schaltbilder sind international genormt, damit jeder sie sofort gleich liest.
Lösungsspur: Zwei Fehler betreffen die Linien (Punkt an der Kreuzung, geschwungene Kurve), einer das Messgerät (Amperemeter wird in den Kreis eingebaut, das Voltmeter parallel), einer die Darstellung (Schaltbild statt Zeichnung).
So begründest du es

Falsch sind die Zeilen 2, 4, 6 und 7.

Zeile 2: Der schwarze Punkt ist kein Schmuck, sondern eine Aussage: Punkt bedeutet Verbindung. Kreuzen sich zwei Leitungen ohne Punkt, sind sie nicht verbunden. Malt Jonas überall Punkte, verbindet er im Plan Leitungen, die in Wirklichkeit nur übereinander laufen — die Schaltung wäre eine völlig andere.

Zeile 4: Das Amperemeter misst die Stromstärke und wird deshalb in den Stromkreis eingebaut, also in die Leitung hinein. Nur das Voltmeter kommt parallel zum Bauteil.

Zeile 6: Im Schaltbild gibt es keine Kurven — es werden gerade, rechtwinklige Linien gezeichnet. Das ist Teil der Norm (DIN EN 60617) und sorgt dafür, dass jeder den Plan gleich liest.

Zeile 7: Ein Schaltbild zeigt nicht das Aussehen, sondern nur, wie die Bauteile verbunden sind. Für die Glühlampe steht der Kreis mit dem Kreuz — mehr braucht es nicht.

Richtig sind dagegen die Zeilen 1, 3 und 5: gerade rechtwinklige Linien, langer dünner Strich für Plus und kurzer dicker für Minus, Kreis mit Kreuz für die Lampe.

verbunden nicht verbunden Lampe in der Leitung
Punkt heißt Verbindung

Reflexion — was hast du mitgenommen?

AFB III heißt: nicht nur wissen, sondern begründen, beurteilen und planen können. In dieser Übung hast du geübt:

  • Widerlegen — Lenas „schnell wegziehen“, Emils verbrauchter Strom, Neles Wasserschluss und Toms „mehr Volt, mehr Licht“.
  • Beurteilen und entscheiden — Reihe oder parallel für die Leselampen, und warum eine stärkere Sicherung die falsche Lösung ist.
  • Begründungsketten bauen — von der Batterie über die Regel bis zur Beobachtung, in der richtigen Reihenfolge.
  • Prüfen und planen — einen Prüfplan für die dunkle Taschenlampe, einen Versuch gegen Neles Fehlschluss, einen fairen Vergleich für den Eisenkern.
  • Aufpassen bei Fallen — gut leiten und magnetisierbar sein sind zwei verschiedene Eigenschaften.

In der Klassenarbeit zählt bei AFB III der Begründungssatz genauso viel wie das Ergebnis. Schreibe immer dazu, warum etwas so ist — am besten mit dem Wort „weil“.

Wie sicher fühlst du dich jetzt?