Wechselschaltung im Treppenhaus

Lehrpläne: KS3, Sek I, cycle 4

Vollversion öffnen ↗

Ziel

Verstehen Sie, wie eine Schaltung funktioniert, bei der sich eine Lampe von zwei Stellen aus ein- und ausschalten lässt, wie das Licht im Treppenhaus oder in einem langen Flur.

Aufbau

Eine Spannungsquelle mit 4,5 V, zwei Wechselschalter und eine Glühlampe 4,5 V / 1 W. Der Pluspol der Quelle führt zum gemeinsamen Anschluss des ersten Schalters, und der gemeinsame Anschluss des zweiten führt zur Lampe. Die Anschlüsse „1“ und „2“ der Schalter sind über zwei gelbe Leitungen über Kreuz verbunden: „1“ des ersten mit „2“ des zweiten, „2“ des ersten mit „1“ des zweiten. Der zweite Schalter steht auf dem Kopf. Beide Schaltmesser liegen in Kontaktbacke „1“, die Lampe ist aus.

Durchführung

1. Legen Sie das Schaltmesser des ersten Schalters in die andere Kontaktbacke um: Ziehen Sie am Griff oder wählen Sie die Stellung in der Parameterkarte.
2. Legen Sie das Schaltmesser des zweiten Schalters um.
3. Legen Sie wieder das Schaltmesser des ersten um, dann das des zweiten. Notieren Sie nach jedem Schritt, ob die Lampe leuchtet.
4. Verfolgen Sie für jede Stellung der Schaltmesser den Weg des Stroms entlang der Leitungen.

Erwartetes Ergebnis

Die Lampe leuchtet, wenn die Schaltmesser in Kontaktbacken mit verschiedenen Nummern liegen, und erlischt, wenn die Nummern gleich sind. Jedes Umlegen eines der beiden Schaltmesser ändert ihren Zustand.

Erster	Zweiter	Lampe
1	1	aus
2	1	an
2	2	aus
1	2	an

Fragen

1. Warum eignen sich gewöhnliche Schalter mit zwei Anschlüssen nicht für eine solche Schaltung?
2. Warum erlischt die Lampe, wenn beide Schaltmesser in Kontaktbacken mit derselben Nummer liegen?
3. Was passiert, wenn man die gelben Leitungen an einem der Schalter vertauscht?

Antworten

1. Ein gewöhnlicher Schalter kann eine Leitung nur schließen oder unterbrechen. Zwei davon in Reihe lassen die Lampe nur leuchten, wenn beide geschlossen sind, und zwei parallel lassen sie leuchten, sobald einer von ihnen geschlossen ist; deshalb kann in manchen Stellungen der eine Schalter nicht ändern, was der andere eingestellt hat. Ein Wechselschalter leitet den Strom von einer gelben Leitung auf die andere um, und dadurch kann jeder Schalter die Lampe sowohl ein- als auch ausschalten.
2. Die gelben Leitungen kreuzen sich, deshalb ist Kontaktbacke „1“ des einen Schalters mit Kontaktbacke „2“ des anderen verbunden. Liegen beide Schaltmesser in „1“, gelangt der Strom vom ersten Schaltmesser über eine gelbe Leitung zur Kontaktbacke „2“ des zweiten Schalters, wo kein Schaltmesser liegt, und der Stromkreis ist offen; liegen beide Schaltmesser in „2“, geschieht dasselbe über die andere Leitung.
3. Die Leitungen verbinden dann Kontaktbacken mit gleichen Nummern, „1“ mit „1“ und „2“ mit „2“. Die Tabelle kehrt sich um: Die Lampe leuchtet, wenn die Nummern gleich sind, und ist aus, wenn sie sich unterscheiden, und jedes Umlegen schaltet sie weiterhin ein oder aus.