Arbeitsauftrag 8

Hilfsmittel:

Solarzelle, Motor mit einem Propeller, 3 Drähte (z. B. Krokodilklemmen mit Kabel), Schalter, Tischlampe mit Schiebekopf, Lineal, farbige Folien (gelb, rot, blau)

Arbeitsvorgang:

Bei der Erstellung eines einfachen Stromkreises können auch andere elektrische Energiequellen verwendet werden. In dieser Aufgabe werden die Schülerinnen und Schüler wieder eine einfache elektrische Schaltung erstellen, stattdessen aber die Solarzelle anstelle der Batterie verwenden. In dieser Aufgabe sollten die Schülerinnen und Schüler die Lektionen aus der vorherigen Aktivität berücksichtigen – der Stromkreis funktioniert, wenn er geschlossen ist. Ziel der Aktivität ist es, einzelne Komponenten (Drähte, Propellermotoren, Solarzellen) gemäß der schematischen Ansicht in Arbeitsauftrag 8 zu integrieren. Anschließend kann sich bei einigen Gruppen der Propeller am Motorrad drehen – abhängig von der Raumbeleuchtung. Wenn sich kein Propeller bewegt, diskutiert die Lehrerin/ der Lehrer mit den Schülerinnen und Schülern, wie Solarzellen funktionieren (Kollektoren, Kraftwerke), was brauchen wir, um sie zu nutzen. Ziel ist es, die Schülerinnen und Schüler zu dem Punkt zu bringen, dass sie erkennen, dass die Energiequelle in diesem Fall Licht ist.

Die Schülerinnen und Schüler konzentrieren sich auf die Untersuchung der Wirkung von Licht auf die Funktionalität von Solarzellen, wie in der achten Aufgabe beschrieben. Für Untersuchungen eignen sich relativ starke klassische Glühbirnen oder Halogenbirnen, mit denen eine ausreichende Menge an elektrischer Energie erzeugt werden kann (energiesparende Glühbirnen sind nicht geeignet). Die erste Forschungsaufgabe besteht darin zu bestimmen, ob der Abstand der Lichtquelle von den Solarzellen die Drehung des Motorrads mit dem Propeller beeinflusst, d. h. ob dieser Abstand davon abhängt, wie viel elektrische Energie erzeugt wird (8a). Nachdem die Forschungsfrage gestellt wurde, führt die Lehrerin/der Lehrer die Schülerinnen und Schüler an, die Annahmen zu erstellen, die sie in die Tabelle schreiben. Die Schülerinnen und Schüler denken auch über bestimmte Entfernungen nach (10, 20 und 30 cm). Zum Beispiel, könnten sie denken, dass solche Unterschiede in der Entfernung der Quelle von der Solarzelle, die Rotation des Motors nicht beeinflussen, aber größere Entfernungen schon, werden sie es in die Annahme setzen. Die Schülerinnen und Schüler überprüfen dann die Annahmen und die Beobachtungsergebnisse werden im Verifikationsab schnitt aufgezeichnet. Bei der Überprüfung der Annahmen weist die Lehrerin/der Lehrer die Schülerinnen und Schüler an, diese genau zu überprüfen, d. h. die einzige Eigenschaft, die sich ändert, ist der Abstand der Lampe (Glühbirnen) von der Solarzelle. Selbst die Lichtquelle und die Solarzelle dürfen nicht geneigt sein, das Licht muss in allen drei Fällen senkrecht auf die Solarzelle einwirken. Die Schülerinnen und Schüler sollten beachten, dass sich die Zelle überhitzen kann, wenn sich die Glühbirne zu nahe an der Lampe befindet.