5.4: Wie bringt man mit einem Solarmodul die Räder des Autos zum Drehen?
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| Publikation: | 10.9.2015 |
| Lernstufe: | 3 |
| Übersicht: | Es wird ein Solarauto gebaut. Die Schüler müssen Entscheidungen treffen bezüglich der Art der Stromverbindungen, der Anzahl der Motoren, der Anzahl der Räder usw. |
| Angestrebte Kenntnisse: |
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| Wortschatz: | geschlossener und offener Stromkreis, Parallelschaltung, Reihenschaltung, Antriebsräder |
| Dauer: | 1 Stunde |
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Für jede Gruppe:
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| Herkunft: | La main à la pâte, Paris |
Bau eines geschlossenen Stromkreises
Die Schüler haben gelernt mit Motor und Solarmodul umzugehen. Die Lehrerin stellt ihnen nun die Frage: "Wie kann man die Drehbewegung des Motors auf ein Rad übertragen?". Die Schüler müssen das Rad an der Achse des Motors festmachen und den Motor wie in Abb. 1 verkabeln.
Abb. 1: Bau eines geschlossenen Stromkreises [1]
Es schließt sich folgende Frage an: "Was muss man machen, damit das Auto rückwärtsläuft?". Es genügt, die Kabelverbindung zwischen Motor und Solarmodul umzupolen (die Kabel zu vertauschen), und schon läuft der Motor andersherum, und das Rad dreht sich rückwärts. Am besten lässt man die Schüler eine Weile herumprobieren, sodass sie selbst auf die Lösung kommen.
Die Lehrerin kann nun eine Diskussion über die Antriebsräder anstoßen: "Was ist ein Antriebsrad? Wie viele Antriebsräder sollte unser Solarauto haben?". Die Entscheidung hängt im Wesentlichen von der Anzahl der verfügbaren Motoren ab. Es gibt zwei Möglichkeiten: Entweder begnügen sich die Schüler mit einem Antriebsrad, das sie zentral oder an der Seite des Autos anbringen, oder sie entscheiden sich für zwei Antriebsräder, die sie vorn ans Fahrzeug montieren.
Hat sich eine Schülergruppe für zwei Antriebsräder entschieden, muss nun überlegt werden, ob die beiden Motoren in Reihe oder parallel geschaltet werden sollen. Die Schüler probieren beide Möglichkeiten aus und stellen fest, dass die parallel geschalteten Motoren schneller laufen. Die Ergebnisse werden protokolliert.
Abb. 2: Reihen- und Parallelschaltung [1] (zum Vergrößern auf das Bild klicken)
Zusammenfassung
Die Klasse erarbeitet eine gemeinsame Schlussfolgerung.
Beispiel: Der Motor wandelt elektrische Energie in mechanische Energie um; der Drehsinn des Motors ändert sich mit der Polung.
Fußnote
1: Abb. 1 und 2: 6. Klasse von Igor Ferrieu (Le Kremlin-Bicêtre)
Letzte Aktualisierung: 27.6.2016
