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Gleichstrom und Wechselstrom — der Unterschied

In der Steckdose wechselt der Strom 100-mal pro Sekunde die Richtung — bei der Batterie fließt er immer gleich.

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Übungsaufgaben

Alle Übungen fortlaufend nummeriert — zuerst die interaktiven Übungen zum Klicken, Ziehen und Knobeln, danach die Rechen- und Textaufgaben. Jede Übung gibt dir sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen dir die gestuften Tipps.

A1
Was gilt für den Netzstrom?
AFB I

Welche Aussagen über den Strom aus der Haushaltssteckdose sind richtig?

Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Jede Periode enthält zwei Richtungswechsel, also 100 pro Sekunde; 230 V ist der Effektivwert, der Scheitelwert liegt bei Û ≈ 325 V; eine Batterie liefert dagegen Gleichspannung.
A2
Stimmt's? — Fünferserie
AFB I

Fünf Behauptungen zu Gleich- und Wechselstrom.

Fünf Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann startest du die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5

Gleichstrom kommt aus Batterie, Akku und Netzteil, Wechselstrom aus Generator und Steckdose — und nur Wechselspannung lässt sich transformieren.
A3
Lückentext mit Wortbank
AFB I

Setze die Fachbegriffe an die richtige Stelle — ein Wort bleibt übrig.

Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.

Eine Batterie liefert , denn ihre Stromrichtung bleibt konstant. Der Netzstrom durchläuft dagegen Perioden pro Sekunde und hat deshalb Richtungswechsel pro Sekunde. Erzeugt wird er von einem im Kraftwerk; das Netzteil eines Laptops macht daraus wieder .

Ein Transformator erzeugt keine Spannung — er setzt eine vorhandene Wechselspannung nur hoch oder herunter.
A4
Quelle oder Wandler?
AFB I

Sortiere: Liefert das Bauteil Gleichspannung, liefert es Wechselspannung, oder wandelt es nur um?

Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1Gleichspannung
2Wechselspannung
3Wandelt nur um
Entscheidend ist, ob die Richtung der Spannung fest bleibt, sich periodisch umkehrt — oder ob das Bauteil gar keine eigene Spannung erzeugt.
A5
Blitzrechnung
AFB I

Eine Wechselspannung hat die Frequenz f = 50 Hz. Berechne die Periodendauer T in Millisekunden.

Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
T = 1/f = 1/50 Hz = 0,02 s = 20 ms — Merkhilfe: 1 s geteilt durch 50 ist ein Fünfzigstel, und 1/50 von 1000 ms sind genau 20 ms.
A6
Vom Kraftwerk bis zum Chip
AFB II

Bringe die Stationen in die Reihenfolge, die die Energie vom Kraftwerk bis in den Laptop nimmt.

Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Der Generator im Kraftwerk erzeugt Wechselspannung.
2Ein Transformator setzt die Spannung für die Fernleitung auf Hochspannung hoch.
3Der Ortsnetztransformator setzt sie auf 230 V herunter.
4Aus der Steckdose kommen 230 V Wechselspannung mit 50 Hz.
5Das Netzteil macht daraus die Gleichspannung für die Elektronik.
Am häufigsten rutscht das Netzteil nach vorn — die Umwandlung in Gleichspannung passiert aber erst ganz am Ende, im Gerät selbst.
A7
Rechenkette
AFB II

Das deutsche Stromnetz liefert eine Wechselspannung mit f = 50 Hz und dem Effektivwert Ueff = 230 V.

Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
  1. Periodendauer T ms
  2. Richtungswechsel pro Sekunde je s
  3. Scheitelwert Û = Ueff · √2, auf ganze Volt gerundet V
  4. Zahl der vollständigen Perioden in einer Minute Perioden
Alle vier Werte folgen aus den zwei Angaben 50 Hz und 230 V — Frequenz und Effektivwert beschreiben die Netzspannung vollständig.
A8
Angabe und Bedeutung
AFB II

Verbinde jede Angabe mit der Aussage, die sie beschreibt.

Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Erst die Quellen (Batterie oder Generator) zuordnen, dann die Zahlenwerte — 230 V und 325 V beschreiben dieselbe Spannung, nur einmal als Effektiv- und einmal als Scheitelwert.
A9
Fehlersuche im Schulheft
AFB II

Sechs Sätze aus einem Schulheft — drei davon sind falsch. Finde sie.

In diesem Text stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
Am häufigsten wird die Frequenz mit der Zahl der Richtungswechsel verwechselt — 50 Hz bedeuten 50 Perioden, aber 100 Richtungswechsel pro Sekunde.
A10
Was macht die Periodendauer?
AFB III

An einem Wechselstromgenerator wird etwas verändert. Schätze für jede Zeile ein, wie sich die Periodendauer T ändert — ohne zu rechnen.

Wähle für jede Zeile eine Stufe: 1 = T halbiert sich, 2 = T wird etwas kleiner, 3 = T bleibt gleich, 4 = T wird etwas größer, 5 = T verdoppelt sich. Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.
1 = T halbiert sich5 = T verdoppelt sich
Die Spannung wird von 230 V auf 115 V gesenkt, die Drehzahl bleibt gleich.
Die Drehzahl des Generators wird halbiert.
Die Frequenz steigt von 50 Hz auf 60 Hz.
Die Drehzahl des Generators wird verdoppelt.
Die Frequenz sinkt von 50 Hz auf 40 Hz.
T = 1/f: Weil T der Kehrwert von f ist, verdoppelt doppelte Frequenz nichts, sondern halbiert die Periodendauer — die Spannungshöhe spielt dabei überhaupt keine Rolle.