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En­er­gie­spar­lam­pe

In­fo­box

Diese Seite ist Teil einer Ma­te­ria­li­en­samm­lung zum Bil­dungs­plan 2004: Grund­la­gen der Kom­pe­tenz­ori­en­tie­rung. Bitte be­ach­ten Sie, dass der Bil­dungs­plan fort­ge­schrie­ben wurde.

Hin­weis

Es wird dar­auf hin­ge­wie­sen, dass für jedes Ex­pe­ri­ment ent­spre­chend der ei­ge­nen Durch­füh­rung vor der erst­ma­li­gen Auf­nah­me der Tä­tig­keit eine Ge­fähr­dungs­be­ur­tei­lung durch­ge­führt und do­ku­men­tiert wer­den muss. Jede fach­kun­di­ge Nut­ze­rin/jeder fach­kun­di­ge Nut­zer muss die auf­ge­führ­ten In­hal­te ei­gen­ver­ant­wort­lich prü­fen und an die tat­säch­li­chen Ge­ge­ben­hei­ten an­pas­sen.

Weder die Re­dak­ti­on des Leh­rer­fort­bil­dungs­ser­vers noch die Au­to­rin­nen und Au­to­ren der ver­öf­fent­lich­ten Ex­pe­ri­men­te über­neh­men jeg­li­che Haf­tung für di­rek­te oder in­di­rek­te Schä­den, die durch ex­ak­ten, ver­än­der­ten oder feh­ler­haf­ten Nach­bau und/oder Durch­füh­rung der Ex­pe­ri­men­te ent­ste­hen. Wei­ter­füh­ren­de In­for­ma­tio­nen er­hal­ten Sie unter www.​gef​ahrs​toff​e-​schu­le-​bw.​de

Bezug zum Bil­dungs­plan

4. Spe­zi­fi­sches Me­tho­den­re­per­toire der Phy­sik
  1. Die SuS kön­nen Zu­sam­men­hän­ge zwi­schen phy­si­ka­li­schen Grö­ßen un­ter­su­chen.
  2. Die SuS kön­nen Ex­pe­ri­men­te unter An­lei­tung pla­nen, durch­füh­ren, aus­wer­ten, gra­fisch ver­an­schau­li­chen und ein­fa­che Feh­ler­be­trach­tun­gen vor­neh­men.
  3. Die SuS kön­nen com­pu­ter­un­ter­stütz­te Mess­wert­er­fas­sungs- und Aus­wer­tungs­sys­te­me im Prak­ti­kum selbst­stän­dig ein­set­zen.
7. Wahr­neh­mung und Mes­sung

Die SuS kön­nen den Zu­sam­men­hang und den Un­ter­schied zwi­schen der Wahr­neh­mung be­zie­hungs­wei­se Sin­nes­wahr­neh­mung und ihrer phy­si­ka­li­schen Be­schrei­bung bei fol­gen­den The­men­stel­lun­gen re­flek­tie­ren:
In­hal­te:
Wahr­neh­mung: Hel­lig­keit
Mes­sung: In­ten­si­tät

10. Na­tur­er­schei­nun­gen und tech­ni­sche An­wen­dun­gen

Die SuS kön­nen wei­te­re Er­schei­nun­gen in der Natur und wich­ti­ge Ge­rä­te funk­tio­nal be­schrei­ben.
In­hal­te:
All­tags­ge­rä­te

Un­ter­richt­li­cher Zu­sam­men­hang

Ein­satz im Prak­ti­kum der Kurs­stu­fe

Pro­blem­stel­lung

Stim­men die Be­haup­tun­gen, die häu­fig von Be­für­wor­tern bzw. Kri­ti­kern von En­er­gie­spar­lam­pen ge­äu­ßert wer­den?

Ziel

Durch ei­ge­nes Ex­pe­ri­men­tie­ren wer­den Sie Hy­po­the­sen zu En­er­gie­spar­lam­pen über­prü­fen. Da­durch wer­den Sie mehr über das Ver­hal­ten die­ser neuen Leucht­mit­tel­ge­ne­ra­ti­on her­aus­fin­den. Dabei ge­win­nen Sie Si­cher­heit im Um­gang mit dem Mess­wert­er­fas­sungs­sys­tem CASSY.

Auf­ga­ben­stel­lung

Prü­fen Sie Be­haup­tun­gen zu En­er­gie­spar­lam­pen nach und neh­men Sie auf der Grund­la­ge Ihrer Be­ob­ach­tun­gen dazu Stel­lung. Gehen Sie mög­lichst auch wei­te­ren Fra­ge­stel­lun­gen nach, die sich beim Ex­pe­ri­men­tie­ren für Sie er­ge­ben.

Ge­rä­te
Note­book
2 Po­cket-CASSY (524 006) mit USB-Kabel
1 UIP-Sen­sor S (524 0621)
1 1-Lux-Ad­ap­ter S (524 0511) mit Ge­brauchs­an­wei­sung (524 0511) und Lux-Sen­sor (666 243) mit Ge­brauchs­an­wei­sung (666 243)
1 En­er­gie­spar­lam­pe (12 V DC/11 W) mit Fas­sung E 27
1 Glüh­lam­pe 24 V / 60 W
Sta­tiv­ma­te­ri­al
Kabel
Vor­be­rei­tung: Das Sys­tem Ad­ap­ter – Sen­sor muss vor der ers­ten Mes­sung ka­li­briert wer­den.

Auf­ga­ben zur Vor­be­rei­tung

Laden Sie von der Home­page der Fa. Ley­bold-Did­ac­tic die Ge­brauchs­an­wei­sun­gen zu den oben ge­nann­ten Sen­so­ren und Ad­ap­tern her­un­ter und ma­chen Sie sich damit ver­traut.

Re­cher­che im In­ter­net: Was ver­steht man unter der Be­leuch­tungs­stär­ke und Be­strah­lungs­stär­ke. Was be­deu­tet 1 Lux?

Auf­bau

Schlie­ßen Sie je nach Auf­ga­ben­stel­lung den ent­spre­chen­den Sen­sor an das Po­cket-CASSY an. Sor­gen Sie mit­tels Sta­tiv­ma­te­ri­al für einen sta­bi­len, über­sicht­li­chen Ver­suchs­auf­bau.

Durch­füh­rung

  1. Be­haup­tung: En­er­gie­spar­lam­pen sind noch nicht aus­ge­reift. Es dau­ert viel zu lange, bis sie rich­tig leuch­ten.
    1. Schlie­ßen Sie den Lux-Ad­ap­ter an das Po­cket-CASSY an und neh­men Sie die Be­leuch­tungs­stär­ke als Funk­ti­on der Zeit auf.
    2. In­ter­pre­tie­ren Sie die Kurve und be­wer­ten Sie die Be­haup­tung I. Was fol­gern Sie?
  2. Be­haup­tung: Wird die Lampe nur kurze Zeit be­trie­ben, so ver­braucht man durch den Ein­schalt­vor­gang mehr En­er­gie als mit einer kon­ven­tio­nel­len Glüh­lam­pe.
    Frage: Wie ist der zeit­li­che Ver­lauf der elek­tri­schen Leis­tung beim Ein­schal­ten?
    1. Schlie­ßen Sie den UIP-Sen­sor so an, dass damit Strom und Span­nung beim Ein­schal­ten gleich­zei­tig ge­mes­sen wer­den kann. Re­gis­trie­ren Sie U und I als Funk­ti­on der Zeit und stel­len Sie sie in einem ge­mein­sa­men Dia­gramm dar.
    2. Wie wird das Zeit-Leis­tungs-Dia­gramm aus­se­hen? Über­prü­fen Sie Ihre Hy­po­the­se.
    3. Falls zwei Po­cket-CAS­SYs zur Ver­fü­gung ste­hen: Ver­glei­chen Sie den zeit­li­chen Ver­lauf der Be­leuch­tungs­stär­ke mit dem zeit­li­chen Ver­lauf der elek­tri­schen Leis­tung. Schlie­ßen Sie dazu das zwei­te Po­cket-CASSY mit dem Lux­sen­sor an und re­gis­trie­ren Sie den zeit­li­chen Ver­lauf der Be­leuch­tungs­stär­ke und der elek­tri­schen Leis­tung.
      Wie ver­hal­ten sich die bei­den Grö­ßen zu­ein­an­der? Stel­len Sie das Er­geb­nis in ge­eig­ne­ter Weise dar.
    4. Mit einem leis­tungs­fä­hi­ge­ren Mess­wert­er­fas­sungs­sys­tem wurde die elek­tri­sche Leis­tung P(t) und die Be­leuch­tungs­stär­ke E(t) wäh­rend der ers­ten 0,5 s re­gis­triert.

      P(t) und E(t) Diagramm

      Laden Sie die zu­ge­hö­ri­ge Mess­da­tei E-Lam­pe0-0,5s.​lab . Er­mit­teln Sie die für den Ein­schalt­vor­gang be­nö­tig­te elek­tri­sche En­er­gie und ver­glei­chen Sie sie mit der En­er­gie beim Ein­schal­ten einer her­kömm­li­chen Glüh­lam­pe.
  3. Auf der Ver­pa­ckung wird die En­er­gie­spar­lam­pe mit einer her­kömm­li­chen Glüh­lam­pe ver­gli­chen. Stimmt das?

    Vergleichsangaben Energiesparlampe - Glühlampe

Ver­suchs­bei­spiel

Auf­ga­be I a)
Auf­bau:

Aufbau

Dia­gramm:

Diagramm

Auf­ga­be II a)
Auf­bau:

Aufbau

Dia­gramm:

Diagramm

Auf­ga­be II b)

Messparameter Cassy 2

Diagramm mit Messparameter Cassy 1

Auf­ga­be II c) und d)
Auf­bau:

Aufbau

Dia­gram­me:

Diagramm P(t) und E(t)

Diagramm Verhältnis v(t)

Diagramm Leistung und Gesamtenergie

Auf­ga­be III

Aufbau

Aufbau

Aufbau

Va­ria­ti­on der Be­triebs­span­nung der Glüh­lam­pe er­gibt:
lei­che Be­leuch­tungs­stär­ke wie eine 40 W Glüh­lam­pe
Glei­cher vi­su­el­ler Hel­lig­keits­ein­druck wie eine 65 W Glüh­lam­pe

Down­load

En­er­gie­spar­lam­pe: Her­un­ter­la­den [doc] [633 KB]

 

Wei­ter mit Cassy 2: Ent­la­de­vor­gang Kon­den­sa­tor mit Mo­dell­bil­dung