Aufgabenblock — AFB I
Diese Übung geht durch das ganze Kapitel „Stromkreise“ — von den Sicherheitsregeln über Schaltbilder und Schaltungen bis zum Elektromagneten. Du löst 10 Aufgaben der Anforderungsstufe AFB I (Reproduzieren): einen Begriff nennen, ein Symbol erkennen, einen Wert ablesen, eine Regel wiedergeben, einfach zusammenzählen. Das sind die sicheren Punkte in jeder Arbeit. Wenn du irgendwo hängst, gibt es bei jeder Aufgabe eine Erinnerung und darunter die Lösung.
In der Werkstatt fasst jemand ein beschädigtes Kabel an und bekommt einen Stromschlag. Fünf Schritte gehören zur Ersten Hilfe — hier stehen sie durcheinander. Bringe sie mit den Pfeilen und in die richtige Reihenfolge.
- Die Person mit einem trockenen Besenstiel vom Kabel wegdrücken — niemals direkt anfassen
- Laut um Hilfe rufen und andere auf den Unfall aufmerksam machen
- Auch bei gutem Befinden später zur Ärztin oder zum Arzt gehen
- Den Strom abschalten: Sicherung heraus oder Stecker ziehen
- Notruf wählen und Erste Hilfe leisten
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2. Strom abschalten (Sicherung heraus, Stecker ziehen)
3. Person mit einem nicht leitenden Gegenstand trennen (trockenes Holz, Plastik, Besenstiel)
4. Notruf 112 und Erste Hilfe
5. Später zur Ärztin oder zum Arzt — es gibt Spätfolgen an Nieren und Nerven noch Stunden danach.
Jeder einfache Stromkreis besteht aus vier Bestandteilen. Sortiere die acht Gegenstände ein: Wähle zuerst einen Gegenstand aus, drücke dann im passenden Feld auf „Hierhin legen“. Ein Gegenstand, der schon liegt, geht mit einem Klick wieder zurück nach oben.
Stromquelle
Schalter
Leitung
Verbraucher
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Schalter: Kippschalter, Schiebeschalter der Taschenlampe — er öffnet und schließt den Kreis.
Leitung: Kupferdraht im Kabel, Metallfeder in der Taschenlampe — sie verbinden die Bauteile.
Verbraucher: Glühlämpchen, Elektromotor — sie wandeln die elektrische Energie in Licht oder Bewegung um.
Nur wenn der Kreis geschlossen ist, fließt Strom. Eine einzige Unterbrechung genügt, und nirgendwo fließt mehr Strom.
Ein Schaltbild zeigt nicht, wie ein Bauteil aussieht, sondern nur, wie die Bauteile verbunden sind. Die Symbole sind weltweit genormt. Klicke jeweils das richtige Symbol an.
1) Welches Symbol steht für die Glühlampe?
2) Welches Symbol steht für den geschlossenen Schalter?
3) Zwei Linien kreuzen sich im Schaltbild. Wann sind sie miteinander verbunden?
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2) Symbol d — der Hebel liegt auf dem zweiten Kontakt, der Kreis ist geschlossen. a ist das Voltmeter, b die Diode, c die Erdung, e der Kondensator, f der offene Schalter.
3) Nur mit schwarzem Punkt. Ohne Punkt kreuzen sich die Leitungen nur, sie sind nicht verbunden. Gezeichnet wird immer gerade und rechtwinklig, nie mit Kurven.
Drei gleiche Lämpchen hängen wie Perlen auf einer Schnur hintereinander an einer Flachbatterie. Beantworte die drei Fragen durch Anklicken.
1) Du drehst das mittlere Lämpchen heraus. Was passiert?
2) Wie groß ist die Stromstärke in einer Reihenschaltung?
3) Du hängst statt einem Lämpchen drei in Reihe an dieselbe Batterie. Wie hell leuchten sie?
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2) Überall gleich groß. Es gibt keinen Abzweig, an dem sich etwas aufteilen könnte.
3) Jedes leuchtet deutlich schwächer. Die Spannung der Batterie teilt sich auf alle drei auf, also entfällt auf jedes weniger. Bei 4,5 V gilt: ein Lämpchen hell, zwei in Reihe deutlich dunkler, drei in Reihe nur noch schwach.
An einem 6-V-Akku hängen vier gleiche Lämpchen parallel, jedes in seinem eigenen Zweig. Durch jedes einzelne Lämpchen fließen 0,2 A. Trage die beiden Werte ein.
Ein Lämpchen brennt durch. Was machen die anderen drei?
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Spannung an jedem Lämpchen: 6 V — die volle Akkuspannung.
Fällt eines aus, leuchten die anderen normal weiter: Jeder Zweig ist ein eigener Weg. Genau so sind die Lampen und Steckdosen in jeder Wohnung geschaltet.
Achtung: Mehr Geräte bedeuten mehr Gesamtstrom — der Akku ist nur für höchstens 1,5 A gebaut.
Du baust jeden Stoff in einen einfachen Prüfkreis mit Lämpchen ein. Sortiere die sechs Stoffe: Wähle einen aus und drücke dann im passenden Feld auf „Hierhin legen“.
Leiter — Lämpchen leuchtet
Isolator — bleibt dunkel
Jetzt klemmst du eine Bleistiftmine aus Grafit in den Prüfkreis. Was beobachtest du?
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Isolatoren: Porzellantasse, Radiergummi, trockener Holzstab.
Die Bleistiftmine aus Grafit lässt das Lämpchen nur schwach leuchten — Grafit ist ein Nichtmetall und leitet trotzdem, aber schlecht.
Deshalb ist ein Kabel innen aus Kupfer (günstig, gut leitend, biegsam) und außen aus Kunststoff: Der Mantel schützt deine Hand und verhindert einen Kurzschluss zwischen den Drähten.
Die Zahl mit dem V auf einem Gerät ist die elektrische Spannung. Sie sagt, wie stark der Strom „drückt“. Trage die beiden Werte ein.
Ab welcher Spannung wird es für den Menschen gefährlich?
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Steckdose im Haushalt: 230 V — lebensgefährlich.
Gefährlich wird es ab etwa 50 V. Die Einheit Volt ist nach Alessandro Volta benannt, der um 1800 die erste Batterie baute.
In der Küche hängen alle Geräte parallel an einem Stromkreis mit einer 16-A-Sicherung. Gleichzeitig laufen: Wasserkocher 9 A, Toaster 4 A, Kühlschrank 1 A.
1) Löst die Sicherung aus?
2) Was schützt die Sicherung im Sicherungskasten?
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14 A sind weniger als 16 A — die Sicherung hält. Käme noch ein starkes Gerät dazu, wäre sie überschritten und der Kreis würde unterbrochen.
Die Sicherung liegt in Reihe im Stromkreis und schützt die Leitungen in der Wand. Eine Schmelzsicherung ist absichtlich das schwächste Glied: Der dünne Draht schmilzt, der Kreis ist unterbrochen — dunkel, aber kein Brand. Niemals mit Münzen oder Alufolie überbrücken!
Eine Klasse baut Elektromagnete und zählt, wie viele Büroklammern jeder trägt. Lies die beiden Werte aus der Tabelle ab.
| Windungen | Stromstärke | Kern | Büroklammern |
|---|---|---|---|
| 20 | 1 A | Eisen | 3 |
| 40 | 1 A | Eisen | 6 |
| 60 | 1 A | Eisen | 9 |
| 40 | 2 A | Eisen | 12 |
| 40 | 1 A | kein Kern | 1 |
Welchen großen Vorteil hat ein Elektromagnet gegenüber einem Dauermagneten?
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40 Windungen, 1 A, ohne Eisenkern: 1 Büroklammer — ohne Kern bleibt fast nichts übrig.
Der große Vorteil: Der Elektromagnet ist schaltbar. Ohne Strom keine Wirkung — genau das nutzt der Kran auf dem Schrottplatz: Strom an, er hält; Strom aus, die Ladung fällt ab.
Vier Begriffe, die du auswendig können musst. Schreibe jeweils ein Wort in das Feld.
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Benannt nach Alessandro Volta, der um 1800 die erste Batterie erfand.
Der grün-gelbe Draht ist der Schutzleiter. Er führt im Normalfall keinen Strom. Steht das Metallgehäuse unter Spannung, fließt der Strom zur Erde statt durch den Menschen.
Die Drähte im Kabel sind aus Kupfer — gut leitend, biegsam und günstig; außen sitzt der Kunststoffmantel als Isolator.
Wie war es?
Wie sicher fühlst du dich nach diesen 10 Aufgaben der Stufe AFB I?