Helligkeit und Anzahl der Batterien

Lehrpläne: KS2 (Year 6)

Ziel¶

Untersuchen Sie, wie die Helligkeit einer Glühlampe von der Spannung abhängt, also von der Anzahl der in Reihe geschalteten Batterien.

Aufbau¶

Drei Stromkreise mit gleichen Glühlampen 4,5 V / 1 W: oben eine Batterie AA 1,5 V, darunter zwei, unten drei. Der Pluspol jeder Batterie ist mit dem Minuspol der nächsten verbunden.

Durchführung¶

Vergleichen Sie die Helligkeit der drei Lampen.
Wählen Sie eine der Batterien im unteren Stromkreis aus und ändern Sie in der Parameterkarte ihren Typ auf AAA, dann auf „9-V-Block“. Wie ändert sich die Helligkeit?
Stellen Sie den Typ wieder auf AA und ersetzen Sie die durchgebrannte Lampe: Entfernen Sie in ihrer Parameterkarte den Haken bei „Durchgebrannt“.

Erwartetes Ergebnis

Mit einer Batterie glüht der Glühfaden kaum, mit zwei leuchtet die Lampe mit halber Helligkeit, mit dreien mit voller Helligkeit: 3 × 1,5 = 4,5 V, das ist ihre Nennspannung. Je mehr Batterien, desto höher die Spannung und desto heller die Lampe. AAA statt AA ändert die Helligkeit kaum, da die Spannung gleich ist. Mit dem 9-V-Block liegen im Stromkreis 12 V an, fast das Dreifache der Nennspannung der Lampe: Die Lampe blitzt hell auf und brennt innerhalb von Hundertstelsekunden durch, denn der Glühfaden reißt und der Stromkreis öffnet sich. Um weiterzumachen, stellen Sie den Typ wieder auf AA und ersetzen Sie die Lampe: Entfernen Sie den Haken bei „Durchgebrannt“ in ihrer Parameterkarte.

Fragen¶

Wie viele Batterien zu 1,5 V braucht man, damit die Lampe mit voller Helligkeit leuchtet?
Warum darf man eine echte 4,5-V-Lampe nicht an 9 V anschließen?

Antworten

Drei Batterien: 3 × 1,5 = 4,5 V, das ist die Spannung, für die die Lampe ausgelegt ist.
9 V sind das Doppelte der Spannung, für die die Lampe ausgelegt ist. Durch den dünnen Glühfaden fließt ein größerer Strom, und der Glühfaden wird viel heißer, als er aushält; deshalb reißt er bald, und die Lampe brennt durch.