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	__NOTOC__		__NOTOC__
−	==Leere Seite==
	{|		{|
−	|height="1350px"|	+	|height="900px"|
	|}		|}
		+	==Das Potential im elektrischen Stromkreis==
−	==Aufgaben zu Energie und Energieträger==	+	====Übertragung des Drucks im Wasserstromkreis auf den elektrischen Stromkreis====
		+	Der Druck im Wasserstromkreis entspricht dem elektrischen Potential <math>\varphi</math>. Es wird in Volt (nach [https://de.wikipedia.org/wiki/Alessandro_Volta Alessandro Volta] 1745-1827) gemessen.
−	{|class="wikitable" style="float:right;"	+	{|class="wikitable" style="border-style: solid; border-width: 4px "
−	!	+
−	Energieträger	+
−	! colspan="2" "|	+
−	Name der Energieform	+
−	|-	+
	|		|
−	Holz	+	*Die Batterie erzeugt hinter sich ein hohes Potential und vor sich ein geringes Potential.
−	|colspan="2"|chemische Energie	+	*Dieser Potentialunterschied treibt den elektrischen Strom an. Die Elektrizität fließt vom hohen Potential zum niedrigen Potential.
−	|-	+	*Bei einer Verzweigung ändert sich das Potential nie!
−	|	+	*Bei einem Lämpchen (oder einem anderem Widerstand) kann das Potential abfallen.
−	heißes Wasser	+
−	|colspan="2"|Wärmeenergie	+
−	|-	+
−	|	+
−	geriebener Luftballon	+
−	|colspan="2"|elektrische Energie	+
−	|-	+
−	|	+
−	Licht	+
−	|colspan="2"|Lichtenergie<ref>Das Licht selbst besteht nicht aus Energie, es enthält die Energie! Was das Licht selbst ist, kann man nicht so einfach beantworten.</ref>	+
−	|-	+
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−	laufender Mensch	+
−	|Bewegungsenergie	+
−	|rowspan="3"|mechanische Energie	+
−	|-	+
−	|	+
−	[[Media:Luftballon Druecken.jpg|zusammengedrückter Luftballon]]	+
−	|Spannenergie	+
−	|-	+
−	|	+
−	hochgelegenes Wasser in einem Stausee	+
−	|Lageenergie	+
	|}		|}
		+	====Messen des Potentialunterschiedes: die Spannung <math>U</math>====
		+	Wie misst man das Potential an einer Stelle eines Stromkreises? Verbindet man mit einem Kabel ein sogenanntes Voltmeter mit der Stelle, so passiert nichts! Man benötigt auch noch ein zweites Kabel. Das Voltmeter kann nämlich nur Potential''unterschiede'' zwischen zwei Stellen messen!
−	'''1)''' Eine Batterie ist ein Energieträger. Denn in der Batterie steckt Energie, mit der man einen Motor antreiben kann.	+	Deswegen legt man das Potential einer beliebigen Stelle als neutral, also  <math>0\,\rm V</math> , fest. An diese Stelle wird eines der beiden Kabel gesteckt. Steckt man das andere Kabel an eine andere Stelle, so zeigt das Voltmeter den Unterschied zu  <math>0\,\rm V</math> , also das dortige Potential, an.
−	*Nenne drei weitere Gegenstände, die auch Energieträger sind und sage, was man mit dieser Energie machen kann.	+
−	'''2)''' Die Tabelle zeigt, welche verschiedenen Namen man der Energie verschiedener Träger gegeben hat.	+	[[Datei:Stromkreis Spannungsmessung Voltmeter.png|465px]]
−	*Nenne für jede Energieform ein ''anderes'' Beispiel:	+
−	:"Der Wind, also Luft, die sich schnell bewegt, enthält Bewegungsenergie."	+
−	<br style="clear: both" />	+
−		+
−	{|class="wikitable" style="text-align: right; float:right; "	+
−	!style="border-style: solid; border-width: 5px "|	+
−	Gegenstand	+
−		+
−	!style="border-style: solid; border-width: 5px "|	+
−	Energiemenge in Joule	+
−		+
−	|-	+
−	|style="border-style: solid; border-width: 5px "|	+
−	Sonnenlicht auf einen m<sup>2</sup> für eine Sekunde	+
−		+
−	|style="border-style: solid; border-width: 5px "|	+
−	1.300 J	+
−		+
−	|-	+
−	|style="border-style: solid; border-width: 5px "|	+
−	ein Liter Benzin	+
−		+
−	|style="border-style: solid; border-width: 5px "|	+
−	30.000.000 J	+
−		+
−	|-	+
−	|style="border-style: solid; border-width: 5px "|	+
−	Akku eines E-Autos<ref>Siehe Wikipedia: [https://de.wikipedia.org/wiki/Tesla_Model_3#Batterietechnik Tesla Model 3]</ref>	+
−		+
−	|style="border-style: solid; border-width: 5px "|	+
−	180.000.000 J	+
−		+
−	|-	+
−	|style="border-style: solid; border-width: 5px "|	+
−	aufgepumpter Fahrradreifen	+
−		+
−	|style="border-style: solid; border-width: 5px "|	+
−	600 J	+
−		+
−	|-	+
−	|style="border-style: solid; border-width: 5px "|	+
−	Schulranzen auf einem ein Meter hohen Tisch	+
−		+
−	|style="border-style: solid; border-width: 5px "|	+
−	100 J	+
−		+
−	|-	+
−	|style="border-style: solid; border-width: 5px "|	+
−	Ein Liter kochendes Wasser<ref>Im Vergleich zu Zimmertemperatur bei 20°C.</ref>	+
−		+
−	|style="border-style: solid; border-width: 5px "|	+
−	300.000 J	+
−		+
−	|-	+
−	|style="border-style: solid; border-width: 5px "|	+
−	Fahrradfahrerin mit 30 km/h	+
−		+
−	|style="border-style: solid; border-width: 5px "|	+
−	3.000 J	+
−	|-	+
−	|style="border-style: solid; border-width: 5px "|	+
−	eine Tafel Schokolade	+
−	|style="border-style: solid; border-width: 5px "|	+
−	2.000.000 J	+
		+	{|class="wikitable" style="border-style: solid; border-width: 4px "
		+	|
		+	*Ein Voltmeter kann nur den Potentialunterschied <math>\Delta \varphi</math> messen. Er heißt "Spannung" (<math>U</math>) und wird auch in Volt gemessen.
		+	*Das Potential <math>0\,\rm V</math> kann man an eine beliebige Stelle legen. Meistens ist es der Minuspol ("Masse" oder "Erde").
	|}		|}
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−	'''3)''' Aus der Tabelle kann man ablesen:
−	:"Mit der Energie von 38 Stunden Sonnenlicht auf einen Quadratmeter kann man den Akku eines E-Autos aufladen."
−	*Bilde drei weitere Sätze in dieser Art.
−	<br style="clear: both" />
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−	==Energiewandler / Energieumlader==
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−	[[Datei:Aufgaben_Energieumlader.png|399px|right]]
−	'''1) Energie für Maschinen'''
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−	Ein Automotor bekommt mit dem Benzin seine Energie und setzt damit das Auto in Bewegung. Der Motor wird dabei auch sehr heiss. Der Motor lädt die Energie vom Benzin auf die Bewegung des Autos und auf den heissen Motor um.
−	:'''a)''' Trage in die Energieumladerdiagramme die passenden Energieträger oder den Namen des Umladers ein!
−	:'''b)''' Wie kann man Energie von Licht auf Bewegung umladen? Zeichne dazu zwei geeignete Energieumlader hintereinander.
−	<br style="clear: both" />
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−	[[Datei:Aufgabe_Energie_für_Mensch_und_Tier.png|435px|right]]
−	'''2) Energie für den Menschen'''
−
−	Mit welchen Energieträgern bekommen der Mensch, eine Kuh, eine Graspflanze und eine Weizenpflanze ihre Energie? In welche Träger wird die Energie hineingesteckt?
−	*Trage die Begriffe in die Diagramme unter die Pfeile ein!
−
−	Brot/Fleisch   Grashalme
−	Muskelmasse&Fett&Milch
−	Muskelmasse&Fett&Milch
−	Kot&Urin          Kot&Urin
−	Wärme           Wärme
−	Grashalme   Weizenkörner
−	Bewegung          Bewegung
−	Licht           Licht
−
−	*Zeichne eine Energieumladerkette für einen Menschen, der nur Fleisch isst und einen Menschen, der nur Brot ist. Wo kommt schlußendlich die Energie für den Menschen her?
−	<br style="clear: both" />
−
−	'''3) Viele verschiedene Energieumlader'''
−
−	In [[Media: Energieumlader-Tabelle_teilausgefüllt_als_Aufgabe.pdf|dieser Tabelle]] sind viele Energieumlader aufgeführt. Auf der linken Seite sieht man, mit welchem Träger sie ihre Energie bekommen und oben kann man ablesen, mit welchem Träger sie die Energie wieder abgeben. Ein Baum bekommt seine Energie mit dem Licht und speichert sie in seinem Holz. Ein Ofen wiederum kann seine Energie mit Holz bekommen und sie mit der warmen Luft wieder abgeben.
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−	*Ergänze die farbig markierten Lücken mit geeigneten Energieumladern.
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−	==Fußnoten==
−	<references />

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Version vom 9. April 2025, 07:28 Uhr

Das Potential im elektrischen Stromkreis

Übertragung des Drucks im Wasserstromkreis auf den elektrischen Stromkreis

Der Druck im Wasserstromkreis entspricht dem elektrischen Potential

$$\varphi$$ . Es wird in Volt (nach Alessandro Volta 1745-1827) gemessen.

Die Batterie erzeugt hinter sich ein hohes Potential und vor sich ein geringes Potential. Dieser Potentialunterschied treibt den elektrischen Strom an. Die Elektrizität fließt vom hohen Potential zum niedrigen Potential. Bei einer Verzweigung ändert sich das Potential nie! Bei einem Lämpchen (oder einem anderem Widerstand) kann das Potential abfallen.

Messen des Potentialunterschiedes: die Spannung $$U$$

Wie misst man das Potential an einer Stelle eines Stromkreises? Verbindet man mit einem Kabel ein sogenanntes Voltmeter mit der Stelle, so passiert nichts! Man benötigt auch noch ein zweites Kabel. Das Voltmeter kann nämlich nur Potentialunterschiede zwischen zwei Stellen messen!

Deswegen legt man das Potential einer beliebigen Stelle als neutral, also

$$0\,\rm V$$ , fest. An diese Stelle wird eines der beiden Kabel gesteckt. Steckt man das andere Kabel an eine andere Stelle, so zeigt das Voltmeter den Unterschied zu $$0\,\rm V$$ , also das dortige Potential, an.

Ein Voltmeter kann nur den Potentialunterschied $$\Delta \varphi$$ messen. Er heißt "Spannung" ( $$U$$ ) und wird auch in Volt gemessen. Das Potential $$0\,\rm V$$ kann man an eine beliebige Stelle legen. Meistens ist es der Minuspol ("Masse" oder "Erde").