Nur bunte Knete im Kopf? Kinder wollen wissen, lernen und spielen. Deshalb hast du dir bestimmt auch das Paket „Der kleine Hacker: Elektronik zum Anfassen“ gekauft! Wenn du wissen möchtest, was bei den Bastelarbeiten eigentlich genau passiert, bist du hier genau richtig. Hier erkläre ich dir ein wenig Hintergrundwissen zum Thema Elektronik und stelle erste einfache Versuche vor. Ich wünsche dir viel Spaß beim Kneten und Ausprobieren. Lass uns loslegen! Was passiert eigentlich beim Knete machen? Warum leitet die Knete? Warum isoliert die Knete? Hast du schon einmal von Elektrolyten gehört? Ein Elektrolyt ist eine chemische Verbindung, die klitzekleine elektrische Teilchen enthält, so genannte Ionen. Wird einem Elektrolyt elektrische Energie zugeführt - also zum Beispiel mittels einer Batterie - richten sich diese kleinen Teilchen in einer Richtung aus. So transportieren sie Ladung und leiten den Strom aus der Batterie weiter. Bei der Herstellung der isolierenden Knete hast du Zucker statt Salz verwendet. Zucker hat eine isolierende Eigenschaft. Außerdem hast du auf Leitungswasser verzichtet und stattdessen destilliertes Wasser verwendet. Auch Leitungswasser enthält Mineralien und Salze und ist deshalb zu einem geringen Anteil stromleitend. In destilliertem Wasser sind diese Mineralien und Salze nicht enthalten. Es leitet den Strom also nicht. Du erinnerst dich, dass wir der leitenden Knete eine große Menge Salz zugegeben haben. Genau diese Salzzugabe ist dafür verantwortlich, dass unsere Knete den Strom leitet, denn Salz ist ein Elektrolyt. Warum brauchen wir Weinsteinpulver? Von Weinsteinpulver hast du vielleicht schon mal gehört, wenn deine Mutter in der Küche gebacken hat. Du bekommst es in einem gut sortierten Supermarkt bei den Backzutaten oder im Bioladen. Du kannst auch im Internet nach „Cream of Tartar“ suchen oder in der Apotheke nach Calciumtartrat fragen. Das Weinsteinpulver dient dazu, die Knete haltbarer zu machen. Außerdem macht es die Knete besonders weich und formbar. Und wenn ich gar kein Weinsteinpulver bekomme? Statt Weinsteinpulver kannst du auch Zitronensaft benutzen. Statt 50g Pulver nimmst du 150ml Zitronensaft. Reduziere dann aber die Wassermenge etwas, damit die Mischung nicht zu flüssig wird. Beachte, dass sich der Kochvorgang jetzt etwas verlängert, weil die Masse flüssiger ist. Das kleine Was-ist-was der Elektrotechnik Kabel und Krokodilklemmen Eine elektrische Leitung ist ein stromleitender Gegenstand. In der Regel kennst du Stromleitungen als Kabel oder isolierte Drähte. In „Der kleine Hacker: Elektronik zum Anfassen“ findest du auch einige Kabel, sowie Leitungen mit Klemmen, so genannte Krokodilklemmen. Vielleicht kennst du dich schon ein bisschen mit Elektronik aus? Hast du im Physikunterricht schon etwas über Stromkreise und Schaltungen gelernt? Als kleinen Einstieg und zur Auffrischung unserer elektrotechnischen Grundlagen gehen wir jetzt die wichtigsten Elemente und Schaltzeichen durch. Stromquelle Jeder Stromkreis braucht eine Stromquelle. Der Fernseher in eurem Wohnzimmer steckt in der Steckdose, das Handy braucht einen Akku und deine transportable Spielekonsole braucht Batterien. Auch unsere kleinen Stromkreise brauchen eine kleine Batterie. Für deine Tests mit elektronischer Knete brauchst du eine 9V-Blockbatterie. Die Stromquelle stellt uns elektrische Energie zur Verfügung, mit der wir unsere Bauteile betreiben können. Die elektrische Energie besteht aus geladenen Teilchen, so genannte Ionen, die vom Minuspol über eine Leitung zum Pluspol wandern. In einem Plan für eine elektrische Schaltung wird die Stromquelle so dargestellt: Über diese elektrischen Leiter kann die elektrische Energie in Form von Ladung aus unserer Stromquelle fließen und sie so an Lämpchen oder Motoren weitergeben. Die Farbe der Kabel und Klemmen hat keinen Einfluss auf die Funktion. Eine schwarze Leitung funktioniert ebenso wie eine rote. Die Farben können dir aber in der Praxis helfen, Plus- und Minuspol der elektrischen Schaltung zu unterscheiden. In der Regel verbindet man das schwarze Kabel mit dem Minuspol und das rote mit dem Pluspol der Batterie. Für Leitungen gibt es natürlich ein Schaltzeichen. Die einfache Leitung wird durch eine schlichte, gerade Linie dargestellt. Verbundene Leitungen erhalten einen schwarzen Punkt an der kreuzenden Stelle. Bei nicht verbundenen Leitungen wird ein Halbkreis eingefügt. Diese Kabel kreuzen sich, sind aber nicht verbunden. Wie kürze ich die Kabel? Was ist eigentlich Strom? Die Kabel, mit denen du in diesem Set arbeitest, sind für einige Versuche viel zu lang. Du benötigst meistens nicht die ganze Länge des Kabels, sondern kannst sie ganz einfach kürzen. Schneide dazu dein Kabel in der gewünschten Länge ab. Und wieso wandert er aus der Batterie und durch die Leitungen? Damit die elektrische Energie durch die Leitung fließen kann, muss am Anfang und Ende des Drahtes ein Teil der farbigen Isolierung entfernt werden. Das nennt man Abisolieren. Man muss dabei sehr vorsichtig vorgehen, denn der Draht selbst darf nicht beschädigt werden. Vieles zum Thema Strom kennst du wahrscheinlich schon aus der Schule. Trotzdem wollen wir der Ladung noch einmal ein wenig auf die Spur kommen. Es gibt zwei Arten elektrischer Ladungen: negative Ladungen (sogenannte Elektronen) und positive Ladungen (sogenannte Protonen). Elektronen und Protonen tragen gleich große, aber entgegengesetzte Ladungen. Die positive Ladung von Protonen bezeichnet man mit einem Plus (+), negative Ladung bekommt in der Elektronik ein Minus (-). Alle Körper und Gegenstände enthalten Ladungen. Auch der Tisch vor dir, ein Blatt Papier oder ein Stift. Dennoch sind sie nicht „elektrisch“. Warum? Ein einfacher Metallstab enthält Unmengen von Protonen und Elektronen. Trotzdem kann man damit keine Lampe zum Leuchten bringen, denn die unterschiedlich geladenen Teilchen sind zu gleichen Anteilen vorhanden. Das bedeutet, es gibt ebenso viele Protonen wie Elektronen. Der Metallstab ist neutral geladen bzw. ungeladen. Die Ladung bewegt sich aber nicht - es entsteht kein Ladungsstrom. Mit einer Schere oder einem Messer ritzt du das isolierende Material fein ein. Achtung: Du darfst die Schere nicht ganz durchdrücken, lass dir am besten von einem Erwachsenen helfen. Durch leichtes Biegen des Kabels bricht die Kabelummantelung an der eingeritzten Stelle auf. Die Ummantelung kann anschließend einfach abgezogen werden. Jetzt liegt der leitende Kern des Kabels frei und er kann den Strom leiten. Wie bringt eine Batterie den Ladungsstrom zum Fließen? In einer Stromquelle wie unserer Batterie ist die positive und negative Ladung durch eine Flüssigkeit voneinander getrennt. In der folgenden Abbildung siehst du in einer schematischen Darstellung, wie es im Inneren einer Batterie aussieht. Die Metallhülle der Batterie ist das Behältnis, in dem sich der ganze Aufbau befindet. Schließt man die Batterie nun an einen elektrischen Verbraucher an, z.B. einen Motor, so entsteht ein Vorgang, bei dem Anode und Kathode miteinander reagieren und elektrische Ladungen übertragen. Die sogenannte Elektrolyse. Beim Stromfluss zersetzt sich das unedle Metall (die Kathode) und gibt Elektronen ab. Das edle Metall (die Anode) nimmt Elektronen auf. Der Minuspol der Batterie stellt Elektronen zur Verfügung. Der Pluspol der Batterie sammelt diese wieder ein. Auf dem Weg von der Anode zur Kathode sind die geladenen Teilchen also in Bewegung. Es fließt ein Strom. Dieser Strom bringt eine Glühbirne zum Leuchten und einen Motor zum Arbeiten. Elektronen fließen innerhalb der Batterie vom Pluspol zum Minuspol. Außerhalb der Batterie, also im Stromkreis, fließen sie vom Minuspol zum Pluspol. Ist das unedle Metall vollständig zersetzt, ist die Batterie verbraucht. Dann sagt man auch: „Die Batterie ist leer“. LEDs LEDs sind kleine Lampen. Der Name LED ist eine Abkürzung für Light emiiting diode. Übersetzt heißt das „Dioden, die Licht aussenden“. Man nennt sie deshalb auch oft Leuchtdioden. LEDs zeichnen sich durch eine besonders lange Lebensdauer und einen geringen Strombedarf aus. Du kannst sie deshalb auch mit einer einfachen 9V-Batterie zum Leuchten bringen. Im Inneren der Batterie gibt es zwei Metallstäbe. Man nennt sie Anode und Kathode. Die beiden Metalle haben unterschiedliche Eigenschaften. Eines der beiden ist besonders edel und korrosionsbeständig. Das andere ist unedel und oxidiert vergleichsweise schnell. In der Batterie besteht die Anode aus dem edleren Material. Meist ist das ein Metall. Sie ist an der Batterieaußenwandung über den Minuspol zu erreichen. Die Kathode besteht aus einem Metalloxid, einem unedleren Material. Sie ist mit dem Pluspol der Batterie verbunden. Zwischen diesen beiden Elektroden befindet sich eine Flüssigkeit, die Elektrolyt genannt wird. Ganz besonders toll sind die transparenten Regenbogen-LEDs. Schließt du sie an eine Stromquelle an, wechseln sie die Farben von Rot über Grün zu Blau. Bei der Verwendung einer Leuchtdiode musst du die Polarität der Lampen beachten. Das bedeutet, es gibt bei LEDs eine festgelegte Durchlassrichtung für den Strom. Das Lämpchen leuchtet nur, wenn der Pluspol der Batterie an dem Pluspol der LED anliegt. Motor und Reduzierstück Das kleine silberfarbene Paket in deinem Bauteilset ist ein Motor. Führst du dem Motor elektrische Energie zu, wandelt er sie in Bewegungsenergie um und der Motor dreht sich. Du erkennst den Plus- und Minuspol der LED an den unterschiedlich langen Drähten, die aus der LED herausschauen. Der längere Draht kennzeichnet den Pluspol. Probiere es doch einfach mal aus und halte die Drahtenden des Lämpchens an die Pole der Batterie. Natürlich hat eine Leuchtdiode auch ein Schaltzeichen. In einer elektrischen Schaltung wird eine LED wie folgt dargestell: Auch hier ist die Durchlassrichtung der elektrischen Energie wichtig. Es hat einen besonderen Einfluss auf den Motor, wo du den Pluspol und den Minuspol deiner Stromquelle anschließt. Ein Polaritätswechsel ändert nämlich die Drehrichtung des Motors. Er dreht sich also je nach Polarität rechts herum oder links herum. Mach doch gleich den Test und schließe deinen Motor mit Krokodilklemmen an eine Batterie an. Anschließend klemmst du die Krokodilklemmen um. Du kannst beobachten, wie sich der Motor einmal links herum und einmal rechts herum dreht. Wenn du Bauteile an deinem Motor befestigen willst, so steckst du das kleine weiße Reduzierstück auf. Der Motor wird in einer Schaltzeichnung mit einem eingekreisten M dargestellt: Tricks und Tipps beim Kneten Kneten kennt man schon aus dem Kindergarten, trotzdem ist man nie zu alt dafür! Auch Erwachsene kneten gerne, wenn man dabei überrascht wird - zum Beispiel mit elektronischer Knete. Hier kommen ein paar Tricks für deine selbst gemachte Knete. Die richtige Konsistenz Am besten lässt sich mit sehr weicher Knete arbeiten, weil sie sich richtig gut formen lässt. Schon bei der Herstellung deiner Knete musst du darauf achten, dass die Knete weich genug ist. Gib bei der leitenden Knete ruhig ein kleines bisschen mehr Wasser hinzu. Auch beim Spielen wird deine Knete zunehmend trockener. Durch das Kneten an der Luft härtet die Knetmasse immer ein wenig aus. Es kann also sein, dass du nach ein paar Wochen Spiel- und Knetspaß die Knete wieder etwas anfeuchten musst, damit sie beim Basteln nicht rissig wird. Bevor du mit dem Kneten beginnst, hilft es auch, die Knetmasse ein paar Minuten mit warmen Händen gut durchzukneten. Die richtige Vorbereitung Damit du möglichst lange etwas von deiner selbst hergestellten Knete hast, solltest du noch ein paar weitere Dinge beachten. Wasche dir vor dem Basteln und Kneten deine Hände. Auch die Unterlage, auf der du arbeitest, sollte möglichst sauber sein. Gerade die hellen Knetmassen wie Gelb, Weiß oder Orange ziehen dunkle Staub- und Schmutzpartikel scheinbar magisch an. Auch Fusseln aus dunklen Shirts und Pullovern gelangen ganz schnell in deine weiße Knetmasse. Wenn du kannst, zieh ein altes, helles Shirt beim Kneten an. Die richtige Lagerung Damit deine Figuren toll aussehen, musst du schon bei der Lagerung der Knetmasse anfangen. Die Knete sollte immer luftdicht, lichtgeschützt und am besten leicht gekühlt gelagert werden. Insbesondere durch den luftdichten Verschluss der Knete verhinderst du, dass die Knetmasse austrocknet. Am besten ist es, wenn du auch während der Verarbeitung die Knetmasse, die aktuell nicht benötigt wird, in Frischhaltefolie oder in einem Zipperbeutel aufbewahrst. Das richtige Werkzeug Wenn die Knete trocken wird Zum Kneten brauchst du in erster Linie deine Hände und deine Fanstasie. Ein paar weitere Dinge können allerdings auch hilfreich sein. Wenn die Knete zu lange offen an der Luft liegt, oder nicht täglich mit ihr gearbeitet wird, kann sie austrocknen. Sollte dir das einmal passieren, dann feuchte die Knete mit etwas Leitungswasser (bei der isolierenden Knete am besten mit destilliertem Wasser) an. Am besten wickelst du deine Knete über Nacht in ein feuchtes Küchentuch ein. Am nächsten Morgen nusst du sie nur noch gut durchkneten. Aber aufpassen: Die angefeuchtete Knete kann etwas abfärben, wickle sie deshalb nicht gerade in die beste Tischdecke! Schau dich mal in der Küche deiner Eltern um. Dort findest du vieles, das dir bei der Arbeit mit der Knete helfen kann. Nudelholz, Ausstecher, Gabeln, Messer, vielleicht Zahnstocher, Stricknadeln oder kleine Teller und Deckel. Einfach alles mit dem du besondere Abdrücke und Formen machen kannst. Aber Achtung: Frage deine Eltern vorher, ob du das Werkzeug benutzen darfst. Auch ein kleiner Becher mit etwas Wasser kann beim Ausgestalten deiner Kreationen helfen. Feuchte zwischendurch deinen Finger mit etwas Wasser an und streiche so Abdrücke und Risse aus der Oberfläche deiner Figur heraus. Die ersten Versuche mit der Knete Nach der trockenen Theorie kommt die Praxis! Wir widmen uns jetzt den ersten selbst erstellten Schaltkreisen und führen erste Tests mit stromleitender und stromisolierender Knete durch. Hier kannst du viele Tipps für späteres freies Arbeiten mit dem Bausatz sammeln. Das brauchst du: - LED - 9V-Batterie - Batteriehalterung - isolierende Knete - leitende Knete Der Stromkreis Zu Beginn führst du ein paar Tests an einer einfachen Schaltung durch. Dabei lernst du, wie die leitende und isolierende Knete richtig eingesetzt wird. Außerdem verwendest du jetzt zum ersten Mal die Stromquelle (unsere 9V-Batterie) und die Leuchtdiode, bei deren Einsatz es einiges zu beachten gibt. Die folgende Abbildung zeigt dir das Schaltbild: Versuch 1 Rolle aus der leitenden Knete (hier ist sie rot eingefärbt) zwei etwa gleich große Kugeln mit einem ungefähren Durchmesser von 1-2cm. Die Leitungen der Batteriehalterung werden jetzt jeweil in eine der beiden Knetkugeln gesteckt. Tipp: Wenn die Kabelenden der Batteriehalterung noch nicht abisoliert sind, kannst du das jetzt mit Hilfe der Anleitung von weiter oben nachholen. Das rote Kabel sitzt später auf dem Pluspol der Batterie, das schwarze auf dem Minuspol. Das ist wichtig zu wissen, denn wie wir erfahren haben, leuchten die LEDs nur bei richtig gewählter Polarität. Stecke nun die Drähte der LED (unter Beachtung der Polarität) in die Knetbälle. Zum Schluss wird die 9V-Batterie an der Batteriehalterung angebracht. Jetzt beginnt der Strom zu fließen. DIe Elektronen aus der Batterie wandern durch die Leitungen, die leitenden Knetbälle und durch die LED. Die Lampe leuchtet! Pass auf, dass sich beide Knetkugeln nicht berühren, sonst kommt es zu einem Kurzschluss. Was ist ein Widerstand? Die Ladung, die durch die Lämpchen fließt, kann diese nicht völlig reibungsfrei durchlaufen. Der Weg durch die leitenden Drähte und Glühdrähte ist für die geladenen Teilchen „anstrengend“. Die Lämpchen lassen zu, dass ein bestimmter Strom durch sie hindurchfließen kann, entnehmen dabei der Spannungsquelle Energie und fangen an zu leuchten. Sie bieten der durchfließenden Ladung Widerstand. Ein Kurzschluss kann in elektrischen Leitungen zu Überhitzungen, sogar zu Bränden führen. Du solltest das deshalb niemals absichtlich herbeiführen und immer aufpassen, dass es nicht aus Versehen passiert. Versuch 2 Um einen Kurzschluss zu verhindern, gibt es einen einfachen Trick. Rolle aus der isolierenden Knete eine dritte Kugel. Stecke diese Kugel zwischen die beiden leitenden Knetkugeln und drücke die drei Knetbälle fest zusammen. Die isolierende Knete zwischen den beiden leitenden Knetkugeln verhindert den Kurzschluss. Sie hemmt den Stromdurchgang, so dass der Strom den Weg über die LED gehen muss. Auf diesen Trick greifen wir noch öfter zurück. Immer, wenn zwei leitende Knetstücke aufeinandertreffen, isolieren wir den Übergang mit einem Stück isolierender Knete. Reihenschaltung Statt mit einem einzigen Lämpchen kannst du auch mit mehreren Lämpchen arbeiten. Die Lämpchen können auf verschiedene Arten in die Schaltung eingebracht werden. Sie können zum Beispiel hintereinander geschaltet werden. Diese Schaltung nennt man in der Elektronik „Reihenschaltung“. Die folgende Abbildung zeigt dir das schmematische Schaltbild der Reihenschaltung, mit der wir jetzt arbeiten: Jetzt brauchst du einige Bauteile: - 3 LEDs - 9V-Batterie - Batteriehalterung - leitende Knete - isolierende Knete Stecke die Leitungen deiner LEDs jeweils in die leitenden Knetbälle. Denke daran: Die Lämpchen leuchten später nur, wenn die Durchlassrichtung beachtet wird. Der Pluspol der Batterie muss an dem längeren Drahtende der LED anliegen. Was stellst du fest? Die Lampen leuchten, allerdings schwächer als bei dem Versuch mit der einfachen Schaltung. Woran liegt das? Versuch 3 Rolle aus der leitenden Knete vier und aus der isolierenden Knete 3 Kugeln mit ungefähr gleicher Größe. Die leitenden und isolierenden Knetbälle werden abwechselnd aneinandergedrückt. Platziere also immer einen leitenden Knetball neben einen isolierenden Knetball. Dann folgt wieder ein leitender Knetball und erneut ein isolierender, so lange bis deine vorbereiteten Bälle aufgebraucht sind. Die elektrische Ladung fließt vom Pluspol der Batterie durch den ersten leitenden Knetball und die leitenden Drähte der ersten LED in den zweiten Knetball. Danach durchfließt er die anderen Elemente und bringt so jedes Lämpchen zum Leuchten. Für die Ladung gibt es hier nur einen Weg, auf dem sie sich bewegen kann. Sie muss eine Lampe nach der anderen und damit einen Widerstand nach dem anderen durchlaufen. Hintereinander geschaltete Lämpchen erhöhen den Gesamtwiderstand der elektrischen Schaltung. Dadurch wird die Reibung, die die Ladung erfährt, wenn sie die gesamte Schaltung durchfließt, größer. Die an den Lämpchen anliegende Spannung ist geringer, weshalb sie schwächer leuchten. In die erste und die letzte stromleitende Kugel steckst du noch den Plus- bzw. den Minuspol deiner Stromquelle. Nun passiert erstmal noch nichts. Die Pole der Batterie sind nicht miteinander verbunden, weil die leitenden Knetbälle durch die isolierenden Knetbälle getrennt sind. Zum einfacheren Verständnis kann man sagen, die Lämpchen teilen sich die Spannung der Stromquelle. Natürlich ist diese Aussage technisch nicht ganz korrekt, du kannst es dir aber so ähnlich vorstellen. Tipp Versuch 4 Lass die LEDs nach deinen Versuchen nicht in der Knete stecken. Die Leitungen in den LEDs können durch das Salz und die Feuchtigkeit in der Knete korrodieren (rosten) und spröde werden, wenn du sie zu lange in den Versuchsaufbauten stecken lässt. Jetzt stellst du die Verbindung mit den drei LEDs her, die du bereitgelegt hast. Mit dem folgenden Versuch gehst du noch einen Schritt weiter, um die Eigenschaften deiner Reihenschaltung genauer kennenzulernen. Entferne dazu ein beliebiges Lämpchen aus der Schaltung. Was stellst du fest? Parallelschaltung Woran liegt das? Eine andere Möglichkeit, mehrere Lämpchen miteinander zu verbinden, ist die so genannte Parallelschaltung. Die LEDs werden hier nicht nacheinander mit der Stromquelle verbunden, sondern liegen nebeneinander im Stromkreis. Alle Lampen in deiner Reihenschaltung sind erloschen. Nachdem eine LED entfernt wurde, leuchet keine der verbliebenen LEDs mehr. Die Schaltung ist defekt. Wenn eines der Lämpchen im Stromkreis entfernt wird, dann entsteht in der Schaltung eine Lücke. Der Strom kann den Weg von dem einen zum nächsten Knetball nicht mehr durchlaufen. Das entfernte Lämpchen stellte zuvor eine Verbindung zwischen beiden leitenden Knetbällen her. In einer Schaltzeichnung sieht das so aus: Am besten schaust du dir das im Schaltbild an: Für die zwei folgenden Versuche benötigst du einige Zutaten, die du in deinem Bausatz findest. Das brauchst du: Du siehst die Lücke in der Schaltung jetzt ganz deutlich. Die Ladung in dieser Schaltung kann nicht fließen, weil Plus- und Minuspol deiner Stromquelle keine Verknüpfung haben. Der Stromkreis ist nicht mehr geschlossen. Dieses Phänomen kennst du vielleicht von älteren Lichterketten am Tannenbaum. Ist hier eine der kleinen Glühlampen defekt, dann fällt oft die ganze Lichterkette aus. - 3 LEDs - 9V-Batterie - Batteriehalterung - leitende Knete - isolierende Knete Versuch 5 Forme aus der leitenden Knete zwei und aus der isolierenden Knete eine längliche Rolle. Portioniere die isolierende Knetmasse zwischen die beiden leitenden Knetmassen und drücke sie leicht zusammen. Bringe die LEDs in deine elektrische Knetschaltung ein. Ein Beinchen der LED (das längere) steckt in der linken Knetrolle. Das andere Beinchen (das kürzere) steckst du in die rechte Knetrolle. Du erinnerst dich: LEDs und andere Elemente in einer Schaltung sorgen dafür, dass der Strom nicht reibungsfrei durch den Stromkreis fließt. Sie bieten der Ladung einen Widerstand. Parallel geschaltete LEDs verringern den Gesamtwiderstand der elektrischen Schaltung, denn die Ladung kann auf verschiedenen Wegen vom Plus- zum Minuspol fließen. Zum einfacheren Verständnis kann man sagen: Alle LEDs erhalten von der Stromquelle die gleiche Spannung. Versuch 6 Achte darauf, dass alle Lämpchen auf die gleiche Art und Weise in die Knetmasse gedrückt werden. Damit die LEDs leuchten, fehlt noch die Stromquelle, die die Lämpchen mit elektrischer Energie versorgt. Auch bei der Parallelschaltung wollen wir mit unseren Versuchen noch einen Schritt weiter gehen, um noch mehr über diese Art der Schaltung zu erfahren. In die linke Knetrolle steckst du die Leitung, die mit dem Pluspol deiner Stromquelle verbunden ist. In der rechten Knetrolle steckt der Minuspol. Entferne eine beliebige LED aus der Schaltung. Was stellst du fest? Was stellst du fest? Die Lampen leuchten (sofern du die Durchlassrichtung durch die LEDs beachtet hast). Im Vergleich zur Reihenschaltung leuchten die LEDs nun sogar etwas heller. Woran liegt das? Die elektrische Ladung fließt vom Pluspol der Batterie durch die linke leitende Knetmasse. Über die verschiedenen eingesetzten LEDs wandert die Ladung weiter zur zweiten Knetrolle und bringt dabei die Lämpchen zum Leuchten. Für die Ladung gibt es hier drei Wege, auf denen sie sich bewegen kann. Sie durchläuft alle Lampen und damit alle Widerstände gleichzeitig bzw. parallel. Die Lampen, die in der Parallelschaltung verblieben sind, leuchten weiter. Das Entfernen einer LED hat keinen sichtbaren Einfluss auf den Rest der Bauelemente deiner Schaltung. Auch wenn du ein zweites Lämpchen aus der Schaltung entfernst, wird die letzte verbliebene LED weiter leuchten. Woran liegt das? Wird eines der Lämpchen aus dem Stromkreis entfernt, so kann die Ladung der Stromquelle trotzdem weiter fließen. Der Weg mit der entfernten LED wird dabei einfach übergangen. Es gibt ja noch zwei weitere Möglichkeiten für die Ladung, um zum Minuspol zu gelangen. In der Schaltzeichnung siehst du genau, dass trotz des fehlenden Lämpchens immer noch ein Stromkreis besteht. Der Stromkreis ist weiterhin geschlossen. Der Strom kann fließen. Parallelschaltungen sind nicht anfällig für Ausfälle einzelner Elemente. Ist ein Element im parallelen Stromkreis defekt oder wird ausgeschaltet, so werden die anderen Elemente weiterhin mit Strom versorgt. Ein gutes Beispiel für diese Art der Schaltung ist die Spannungsversorgung in eurem Haushalt. Alle Geräte sind über Steckdosen am 230-V-Stromnetz angeschlossen. Der Fernseher geht aber natürlich nicht aus, wenn die Kaffeemaschine ausgestellt wird. Das Licht erlischt nicht, weil du den Fön aus der Steckdose gezogen hast. Alle Elemente werden getrennt voneinander und gleichzeitig mit Strom versorgt. Bastelvorlagen
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