# data[].attributes.headline
Gefahrenhinweis: Schüler bis einschließlich Jahrgangsstufe 10 dürfen nicht mit Gleichspannungen höher als 60 V  und Wechselspannungen höher als 25 V arbeiten.(Quelle: Richtlinien zur Sicherheit im Unterricht, GUV-Informationen, 03/03)

# data[].attributes.subject
Gefahrenhinweis: Schüler bis einschließlich Jahrgangsstufe 10 dürfen nicht mit Gleichspannungen höher als 60 V  und Wechselspannungen höher als 25 V arbeiten.(Quelle: Richtlinien zur Sicherheit im Unterricht, GUV-Informationen, 03/03)

# data[].attributes.headline
Hier geht es zum Download Bereich von TuWaS!

# data[].attributes.subject
Hier geht es zum Download Bereich von TuWaS!

# data[].attributes.body
Die Zugangsdaten:
Benutzername = Ihre TuWaS-SchulNr. (4-stllg.)
Passwort = Senats bzw. NRW-SchulNr

# data[].attributes.attachment_link.description
Allgemeine Anfragen Freie Universität Berlin Fachbereich Biologie, Chemie, Pharmazie TuWaS! - Technik und Naturwissenschaften an Schulen Tel. + 49 30 838-53291 info[at]tuwas.fu-berlin.de www.tuwas-deutschland.de

# data[].attributes.headline
Dieses Material aus Ihrer TuWaS! Kiste benötigen Sie zum Mitmachen:  

# data[].attributes.subject
Dieses Material aus Ihrer TuWaS! Kiste benötigen Sie zum Mitmachen:  

# data[].attributes.headline
Bitte nehmen Sie an der Online Umfrage zur Fortbildung teil. Sie dauert 5 Minuten und ist anonym. 

# data[].attributes.subject
Bitte nehmen Sie an der Online Umfrage zur Fortbildung teil. Sie dauert 5 Minuten und ist anonym. 

# data[].attributes.body
https://www.leifiphysik.de/elektrizitaetslehre/einfache-stromkreise/grundwissen/stromkreismodelle

# data[].attributes.headline
Bitte laden Sie hier ein Foto Ihres Stromkreises hoch.

# data[].attributes.subject
Bitte laden Sie hier ein Foto Ihres Stromkreises hoch.

# data[].attributes.headline
Aufzählung: Welche Wirkungen von elektrischem Strom haben Sie beim Experimentieren mit Glühlampe, Batterie und Kompass beobachtet?

# data[].attributes.subject
Aufzählung: Welche Wirkungen von elektrischem Strom haben Sie beim Experimentieren mit Glühlampe, Batterie und Kompass beobachtet?

# data[].attributes.headline
Bitte laden Sie ein Foto Ihrer fertigen Tabelle hoch.

# data[].attributes.subject
Bitte laden Sie ein Foto Ihrer fertigen Tabelle hoch.

# data[].attributes.headline
Welche Kombinationen bringen die Glühlampe zum Leuchten?

# data[].attributes.subject
Welche Kombinationen bringen die Glühlampe zum Leuchten?

# data[].attributes.headline
Schätzfrage: Wie viele Batterien würden eine   Glühlampe , die für eine Spannung von 230 V ausgelegt ist, zum Leuchten bringen? 

# data[].attributes.subject
Schätzfrage: Wie viele Batterien würden eine   Glühlampe , die für eine Spannung von 230 V ausgelegt ist, zum Leuchten bringen? 

# data[].attributes.headline
Welche "Fehler" könnten Sie in einen Stromkreis einbauen, so dass die Lampe nicht leuchtet? Geben Sie bitte Beispiele!

# data[].attributes.subject
Welche "Fehler" könnten Sie in einen Stromkreis einbauen, so dass die Lampe nicht leuchtet? Geben Sie bitte Beispiele!

# data[].attributes.body
Zum Nachdenken: Welche Funktion hat die Glühlampe beim Stromkreisprüfer?

# data[].attributes.headline
FF: Nach diesem Versuch mit der Diode: Welche Richtung hat der  elektrische Strom?

# data[].attributes.subject
FF: Nach diesem Versuch mit der Diode: Welche Richtung hat der  elektrische Strom?

# data[].attributes.body
Zum Nachdenken

# data[].attributes.headline
Bitte laden Sie hier ein Foto Ihres Glühfadenmodells hoch.

# data[].attributes.subject
Bitte laden Sie hier ein Foto Ihres Glühfadenmodells hoch.

# data[].attributes.headline
Tragen Sie hier die Eigenschaflten von Ihrem Stromkreis (Parallel- oder Reihenschaltung)  ein.

# data[].attributes.subject
Tragen Sie hier die Eigenschaflten von Ihrem Stromkreis (Parallel- oder Reihenschaltung)  ein.

# data[].attributes.headline
Laden Sie ein Foto Ihres Schaltplans ins Padlet.

# data[].attributes.subject
Laden Sie ein Foto Ihres Schaltplans ins Padlet.

# data[].attributes.headline
Laden Sie hier bitte ein Foto Ihres Stromkreises mit Schalter hoch.

# data[].attributes.subject
Laden Sie hier bitte ein Foto Ihres Stromkreises mit Schalter hoch.

# data[].attributes.headline
Bitte laden Sie hier ein Foto Ihres Pappkastens mit verborgenen Stromkreisen hoch.

# data[].attributes.subject
Bitte laden Sie hier ein Foto Ihres Pappkastens mit verborgenen Stromkreisen hoch.

# data[].attributes.body
Passwort: tuwas24

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Test der LED

Halte die LED an die Batterie. Eine LED hat 2 Beine, ein langes und ein kurzes. Das längere Bein kommt an den Pluspol der Batterie (die glatte Seite der Batterie), das kürzere an den Minuspol (die raue Batterieseite). Wenn die LED leuchtet, kannst du mit dem Bau der Taschenlampe beginnen.

Falls nicht, prüfe, ob deine Batterie evtl. leer ist oder deine LED evtl. kaputt.

# data[].attributes.attachment_link.description
Test der LED Halte die LED an die Batterie. Eine LED hat 2 Beine, ein langes und ein kurzes. Das längere Bein kommt an den Pluspol der Batterie (die glatte Seite der Batterie), das kürzere an den Minuspol (die raue Batterieseite). Wenn die LED leuchtet, kannst du mit dem Bau der Taschenlampe beginnen.

# data[].attributes.headline
FF: Wie nennt man die direkte Verbindung zwischen Plus und Minus Pol der Batterie?

# data[].attributes.subject
FF: Wie nennt man die direkte Verbindung zwischen Plus und Minus Pol der Batterie?

# data[].attributes.headline
Wozu - neben der Schönheit - könnte die Alufolie nützlich sein?

# data[].attributes.subject
Wozu - neben der Schönheit - könnte die Alufolie nützlich sein?

# data[].attributes.headline
FF: Kennen Sie Stromkreise mit mehreren Schaltern?

# data[].attributes.subject
FF: Kennen Sie Stromkreise mit mehreren Schaltern?

# data[].attributes.headline
Link zum Aufbau einer Zink-Kohle-Batterie

# data[].attributes.subject
Link zum Aufbau einer Zink-Kohle-Batterie

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Hinweis: Zum Verständnis der Batterien sollte man schon etwas Elektro-Chemie beherrschen. Aber auch ohne "chemische Voraussetzungen" bekommst du von dieser Seite einen Eindrück über die Funktionsweise der Batterien.

Heutzutage dienen Batterien in zahlreichen Geräten (z.B. Belichtungsmesser, Uhr, Taschenlampe, usw.) als Spannungsquelle. Es gibt verschiedenste Batterietypen, von denen hier nur die weit verbreitete Zink-Kohle-Batterie näher besprochen werden soll. Ihr Aufbau geht auf den französischen Chemiker Georges LECLANCHÉ (1839 - 1882) zurück. Man bezeichnet eine Zn-C-Batterie auch als eine Primärbatterie, sie kann nur einmal entladen werden und ist dann unbrauchbar.

Batterieabfälle sind unter Umweltgesichtspunkten problematisch. Überlege also stets, ob der Einsatz von Batterien in einem Gerät unumgänglich ist.

Die übliche Zink-Kohle-Batterie besteht im wesentlichen aus einem Zinkbecher, in den eine eingedickte Salmiaklösung (\({\rm{N}}{{\rm{H}}_{\rm{4}}}{\rm{Cl}}\)) und Braunstein (\({\rm{Mn}}{{\rm{O}}_2}\)) gefüllt sind. In diesem eingedickten Brei - man nennt diesen Batterietyp daher auch Trockenbatterie - steckt ein Kohlestift. Die Spannung einer frischen Zn-C-Zelle beträgt \(1{,}5\,\rm{V}\).

Schneidet man eine stark gebrauchte Zn-C-Batterie (z.B. Monozelle) auf, so sieht man, dass der Zinkbecher stark zerfressen ist. Offensichtlich findet bei Stromentnahme eine Zersetzung des Zinks statt. Im Folgenden wird eine möglichst einfache Erklärung für die Wirkungsweise der Batterie gegeben. Dabei soll zunächst auf die Verwendung chemischer Formeln verzichtet werden.

Im folgenden stellen wir dir auch noch eine genauere Beschreibung der chemischen Reaktionen vor. Diese Informationen ist jedoch nur für "Daniel-Düstriebs" geeignet, die sich schon selbständig mit chemischen Formeln vertraut gemacht haben.

Am negativen Pol (Zinkelektrode) kommt es zu folgenden Reaktionen:

Zinkionen lösen sich, die Elektrode wird negativ: \({\rm{Zn}} \to {\rm{Z}}{{\rm{n}}^{ + + }}{\rm{ + 2}} \cdot {{\rm{e}}^ - }\)

Zinkionen reagieren mit dem Salmiak: \({\rm{Z}}{{\rm{n}}^{{\rm{ + + }}}}{\rm{ + 2N}}{{\rm{H}}_{\rm{4}}}{\rm{Cl }} \to {\rm{ ZnC}}{{\rm{l}}_{\rm{2}}}{\rm{ + 2N}}{{\rm{H}}_{\rm{3}}}{\rm{ + 2}}{{\rm{H}}^{\rm{ + }}}\)

Am positiven Pol kommt es zu folgenden Reaktionen:

Reaktion der Wasserstoffionen und Elektronen, die über den äußeren Kreis zum positiven Pol gelangen, mit Braunstein: \({\rm{2}}{{\rm{H}}^{\rm{+}}}{\rm{+2}}{{\rm{e}}^ - }{\rm{+2Mn}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}} \to {\rm{M}}{{\rm{n}}_{\rm{2}}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}{\rm{ + }}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}\)

Somit ergibt sich als Gesamtreaktion \({\rm{2N}}{{\rm{H}}_{\rm{4}}}{\rm{Cl+Zn+2Mn}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}} \to {\rm{ZnC}}{{\rm{l}}_{\rm{2}}}{\rm{+M}}{{\rm{n}}_{\rm{2}}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}{\rm{ + 2N}}{{\rm{H}}_{\rm{3}}}{\rm{ + }}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}\).

Der maßgebliche Vorgang in der Batterie ist die Elektronenabgabe des Zinks und die Elektronenaufnahme durch das Mangan des Braunsteins. Der Kohlestab hat nur die Funktion, den elektrischen Kontakt zwischen dem äußeren Kreis und dem Braunstein herzustellen.

Im äußeren Stromkreis geschieht der Ladungstransport durch die negativen Elektronen von der Zn- zur C-Elektrode. In der Zelle geschieht der Ladungstransport durch das Wandern der positiven Ionen von der Zn- zur C-Elektrode.
Hinweise

Mit zunehmender Stromentnahme sinkt die Konzentration des Elektrolyten (Salmiak), was ein Absinken der Zellenspannung zur Folge hat. Man benutzt daher zunehmend die Alkaline-Mangan-Zink-Zellen, die im Wesentlichen auf der gleichen Redox-Reaktion basieren, jedoch als Elektrolyten Kalilauge verwenden. Bei diesen Zellen lautet die Gesamtreaktion \({\rm{Zn + 2Mn}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}{\rm{ + }}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}} \to {\rm{Zn}}{\left( {{\rm{OH}}} \right)_{\rm{2}}}{\rm{ + M}}{{\rm{n}}_{\rm{2}}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}\)

Der entscheidende Unterschied zur oben beschriebenen Zink-Kohle-Batterie besteht darin, dass bei den Alkaline-Mangan-Zink-Zellen der Elektrolyt nicht verbraucht wird und somit die Spannung der Zelle fast bis zum Betriebsende \(1{,}5\,\rm{V}\) beträgt.

Taucht man eine Zink- und eine Kupferelektrode in verdünnte Schwefelsäure, so hat man das sogenannte Voltaelement, das ziemlich genau die Spannung \(1\,\rm{V}\) besitzt.

# data[].attributes.attachment_link.title
Galvanische Zellen und Batterien | LEIFIphysik

# data[].attributes.attachment_link.description
Hinweis: Zum Verständnis der Batterien sollte man schon etwas Elektro-Chemie beherrschen. Aber auch ohne "chemische Voraussetzungen" bekommst du von dieser Seite einen Eindrück über die Funktionsweise der Batterien. Heutzutage dienen Batterien in zahlreichen Geräten (z.B. Belichtungsmesser, Uhr, Taschenlampe, usw.) als Spannungsquelle. Es gibt verschiedenste Batterietypen, von denen hier nur die weit verbreitete Zink-Kohle-Batterie näher besprochen werden soll.

# data[].attributes.headline
FF: Welche Schaltung schlagen Sie für die Taschenlampe vor?

# data[].attributes.subject
FF: Welche Schaltung schlagen Sie für die Taschenlampe vor?

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Datenquelle: wikipedia.de
Batterien gibt es für die verschiedensten Anwendungen, in unterschiedlichsten Größen, mit verschiedenen Spannungen (bedingt durch die unterschiedlichen Elektrodenkombinationen) und sehr verschiedenen Lebensdauern.
Schau dich einmal in einem großen Elektronikgeschäft um, dann wirst du sehen wie vielfältig und daher auch unübersichtlich das Angebot ist. Der Einsatz von Batterien ist nicht ganz unproblematisch, da sie nach der Entladung wertlos sind und entsorgt werden müssen. Batterie-Müll gehört zum Sonderabfall und auf keinen Fall in den gewöhnlichen Hausmüll, da er Schwermetalle wie Blei, Cadmium oder auch Quecksilber enthält. Bei unsachgemäßer Entsorgung können die Schadstoffe in die Umwelt gelangen. Sie reichern sich dort an und beeinträchtigen die Gesundheit von Menschen, Tieren und Pflanzen.

Auf dieser Seite werden einige gängige Batterie-Typen mit ihren Bezeichnungen aufgeführt. Für Details musst du die Seiten der Hersteller besuchen.

Die Zink-Kohle-Batterie ist preislich sehr günstig, sollte aber für hochwertige elektronische Geräte nicht eingesetzt werden, da der Elektrolyt bei längerem Verbleib im Gerät auslaufen könnte und es so zu einer Zerstörung der Leiterbahnen im Gerät kommen könnte.

Die Alkali-Mangan-Batterie zählt inzwischen zu den wichtigsten Batterietypen. Wegen ihrer höheren Kapazität, besseren Belastbarkeit und längeren Lagerfähigkeit hat sie die Zink-Kohle-Batterie bei vielen Anwendungen abgelöst. Die negative Elektrode wird durch Zink, die positive Elektrode Mangandioxid (Braunstein). Als Elektrolyt dient Kalilauge (KOH).

¹: International Electrotechnical Commission
²: American National Standards Institut

Neben den größeren Batterien finden für Photoapparate, Hörgeräte, elektrische Uhren usw. sogenannte Knopfzellen Verwendung. Aus der Bezeichnung CR 20 32 kann man etwas über den Aufbau und die Maße der Batterie erfahren:

CR: Lithium-Batterie (3V)

20: Durchmesser 20mm

32: 32·1/10 mm = 3,2 mm

weitere Abkürzungen:
PR: Zink-Luft-Batterie (1,4 V - 1,6 V)
LR: Alkaline-Batterie (1,5 V)
SR: Silberoxid-Batterie (1,5 V)

# data[].attributes.attachment_link.title
Ausführungsformen von Batterien | LEIFIphysik

# data[].attributes.attachment_link.description
Datenquelle: wikipedia.de Batterien gibt es für die verschiedensten Anwendungen, in unterschiedlichsten Größen, mit verschiedenen Spannungen (bedingt durch die unterschiedlichen Elektrodenkombinationen) und sehr verschiedenen Lebensdauern. Schau dich einmal in einem großen Elektronikgeschäft um, dann wirst du sehen wie vielfältig und daher auch unübersichtlich das Angebot ist.

# data[].attributes.headline
Informationen über die Verarbeitung personenbezogener Daten

# data[].attributes.subject
Informationen über die Verarbeitung personenbezogener Daten

# data[].attributes.body
Bitte klicken Sie in das Bild, um die Evaluation zu starten. (Passwort: tuwas24)

# data[].attributes.body
Funktioniert nicht?

# data[].attributes.body
Es waren leider keine Beutelklammern in der Kiste

# data[].attributes.body
Ergebnisse Stefan Breuer

# data[].attributes.body
Ergebnisse Breuer

# data[].attributes.body
Ergebnisse bre

# data[].attributes.body
Die Glühlampe leuchtet deutlich heller mit zwei Batterien.