Was auf der Leitung hängen bleibt

What Stays Behind on the Wire

Werken und Technik Klasse 7 6 Aufgaben
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Eine Leitung ist kein kostenloser Strich. Sie hat selbst einen Widerstand, und der wächst mit der Länge und schrumpft mit dem Querschnitt. Fließt Strom, bleibt deshalb ein Teil der Spannung auf der Leitung hängen, statt am Motor anzukommen — und die Leitung wird warm, weil dort Energie in Wärme umgewandelt wird. Beim Kupferband war das schon zu ahnen (lange, dünne Bahnen leiten schlechter); hier wird es zur Rechnung. Zwei Größen zählen doppelt, weil der Strom hin und zurück muss.

Voraussetzungen (1)

Leiterbahnen aus Kupferband legen
Klasse 4
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Ermöglicht (2)

Den Querschnitt nach dem Strom wählen — die Leitungs-Probe
Klasse 7
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Einen Kabelbaum für ein Modell bauen
Klasse 7
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Leicht
Wahr / Falsch #1 15s ▶ Testen

Eine Leitung, durch die viel Strom fließt, wird warm.

✓ Wahr
Ja. Am Widerstand der Leitung wird Energie in Wärme umgewandelt. Bei kleinen Strömen merkt man nichts, beim Motorstrom sehr wohl.
Mittel
Multiple Choice #1 25s ▶ Testen

Du tauschst die Motorleitung gegen eine gleich dicke, aber doppelt so lange aus. Was passiert mit der Spannung, die am Motor ankommt?

  • ● Es kommt weniger Spannung an als vorher
  • ○ Es kommt genauso viel an, Leitungen verbrauchen nichts
  • ○ Es kommt mehr an, weil der Strom länger Anlauf hat
Doppelte Länge heißt doppelter Leitungswiderstand. Damit bleibt doppelt so viel Spannung auf der Leitung hängen und am Motor kommt weniger an.
Multiple Choice #2 25s ▶ Testen

Du nimmst für dieselbe Strecke eine Leitung mit dem doppelten Querschnitt. Was passiert mit dem Widerstand der Leitung?

  • ● Er wird halb so groß
  • ○ Er wird doppelt so groß
  • ○ Er bleibt gleich, der Querschnitt zählt nicht
Mehr Querschnitt heißt mehr Platz für den Strom. Bei doppeltem Querschnitt halbiert sich der Widerstand — und damit auch der Spannungsverlust.
Wahr / Falsch #3 25s ▶ Testen

Für die Rechnung zählt nur der Weg vom Akku zum Motor, nicht der Weg zurück.

✓ Falsch
Der Strom muss hin und zurück, also liegen immer zwei Leitungsstücke im Kreis. Bei 25 cm Abstand sind das 50 cm Draht, die Widerstand haben.
Multiple Choice #4 25s ▶ Testen

Beim Kupferband hast du gesehen, dass lange dünne Bahnen schlechter leiten. Was ist im Kabelbaum die gleiche Sache?

  • ● Eine lange dünne Leitung hat viel Widerstand
  • ○ Eine lange dünne Leitung hält mehr Strom aus
  • ○ Kupferband und Draht haben nichts miteinander zu tun
Es ist genau dieselbe Regel, nur jetzt mit Zahlen. Lang und dünn heißt viel Widerstand, kurz und dick heißt wenig.
Schwer
Multiple Choice #1 30s ▶ Testen

An einer zu dünnen Motorleitung bleiben 3,3 V der 11,1 V des Akkus hängen. Was merkt man am Modell?

  • ● Der Motor läuft schwächer und die Leitung wird heiß
  • ○ Der Motor läuft gleich stark, nur der Akku hält kürzer
  • ○ Man merkt nichts, Spannung geht nie verloren
Von 11,1 V kommen nur noch 7,8 V am Motor an — er bekommt deutlich weniger Leistung. Die fehlende Energie steckt in der warmen Leitung.