Z Z ZZ - Miniland Educational
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B<strong>ZZ</strong><strong>ZZ</strong><strong>ZZ</strong><br />
und dies ... Was ist der Punkt?<br />
¡clac!
50<br />
Die Elektrizität<br />
Heute werden wir die spannende, elektrisierte und witze Welt der<br />
Elektrizität. Zuerst sollen wir verstehen, was die Elektrizität ist, und<br />
wofür wir Elektrizität täglich benutzen. Damit werden wir ein Tag<br />
ohne Elektrizität sein!<br />
Ein Tag ohne Elektrizität<br />
Irgendwann ist das Licht deines Hauses gesperrt, oder?<br />
Normalerweise, wenn es Stürme gibt. Also gut, vorstellst du dich,<br />
dass das Licht der Stadt gesperrt ist. Du wächst zu spät auf, denn der<br />
Wecker funktioniert nichr onhe Elektrizität. Du möchtest das<br />
Gesicht waschen, aber du kannst nichts sehen. Alles ist im Dunkeln,<br />
denn die Glühbirne funktionieren nicht ohne Elektrizität. Du<br />
möchtest ein Orangensaft zum Frühstück, aber du kannst ihn nicht<br />
drinken. Die Saftpresse funktioniert auch nicht ohne Elektrizität.<br />
Die Butter ist geschmolzen, denn der Kühlschrank ist ausgemacht.<br />
Du gehts zu deinem Zimmer, um dich anzuziehen. Das Zimmer ist<br />
sehr kalt. Klar! Ohne Elektrizität funktioniert nicht die Heizung.<br />
Du nimmst den Bus zur Schule (funktioniert)), aber die Stadt ist ein<br />
gro•er Stau. Die Verkehrsampel funktionieren nicht.<br />
Du nimmst die U-Bahne, aber sie funktioniert auch nicht. Unsere<br />
Freundin, die Elektrizität, spielt uns noch mal einen Streich.<br />
Wenn du zu Hause zurückkommst (zu Fu•), machts du das<br />
Fernsehen an, um deine liebsten Serie zu sehen. Aber das Fernsehen<br />
funktioniert auch nicht. Existieren Fersehen, die sie mir Batterien<br />
funktionieren? Ich glaube es nicht.<br />
Um 21h gehst du ins Bett. Du bist gelangweilt, denn du konntest<br />
nicht: mit deine Spielkonsole spielen, das Fernsehen sehen, Musik<br />
hören... Du hast deine Schlaufgaben mit dem Licht einer Kerze<br />
gemacht. Dann denkst du.... Was würden wir ohne Elektrizität<br />
machen?<br />
herr proFESOR, DIE FEUERMÄNNER<br />
FRAGEN, OB WIR ETWAS MIT DEM<br />
STROMAUSFALL ZU TUN HABEN<br />
¡UPS!<br />
Die Profesor Kaisen.<br />
Er hat den Stromausfall<br />
in der Stadr verursacht
Die Anziehungskrat und die Abstoßung<br />
Jetzt wei•t du, wieviel wir von der Elektrizität<br />
abhängig sind. Wir werden dir mehr über die Elektrizität<br />
erklären, damit du sie besser verstehts.<br />
Vielleicht hast du irgendwannd das Wort “statische Elektrizität”<br />
gehört, aber du wei•t nicht genau, was es bedeutet. Hast du<br />
irgendwann eine kleine Entladung erleidet, wenn du den<br />
Wollpullover ausgezogen hast o wenn du eine Katze gestreichelt<br />
hast? Das ist “statische Elektrizität”.<br />
Möchtest du ein Experiment durchführen, um statische<br />
Elektrizität zu erzeugen? Es ist sehr einfach. Du<br />
brauchts nur einen Wollpullover und einen Ballon.<br />
Man bläst den Ballon auf und dann reiben wir den<br />
ihn (den Luftballon) mehrmals am Pullover.<br />
Dann halten wir den Ballon anschlie•end einige<br />
Zentimeter über die Wand. Was passiert? Hängt<br />
er bleiben? Tu das Gleiche mit anderem Ballon.<br />
Dann versuch, um beide Ballons näher zu bringen.<br />
Sie entfernen sich wie durch ein Wunder. Du hast<br />
gerade die elektrische Kräfte der Anziehungskraft und der<br />
Absto•ung erlebt. Wir erzeugen diese Kräft mit der Reibung<br />
der zwei Gegenstände.<br />
Die Professoren nutzen<br />
Kopernikus, die Katze<br />
von Doktorin Query,<br />
als Ausschückung.<br />
Der Grieche THALES von MILET (624- 545 v. Chr.) wurde<br />
statische Elektrizität<br />
mit der Reibung von einem Bernstein und der Haut einer<br />
Katze erzeugt.<br />
vorschlug, dass die statische<br />
Elektrizität auf positive und negative Ladungen basiert<br />
Kopernikus,<br />
wo bist du?<br />
51
52<br />
Die Atome<br />
Zu dieser Zeit glaube ich, dass du dich gefragt<br />
hast: woraus besteht Elektrizität?<br />
Bevor wir dich diese Frage antworten, möchten<br />
wir dich erklären, dass jede Materie des<br />
Universums aus kleinen Partikeln (Atome)<br />
bestehen. Die Mehrheit dieser Atome bestehen<br />
aus einem Kern, der mit anderen<br />
Energienpartikeln (Elektronen) umgeringt ist.<br />
Du sollst dich vorstellen,dass die Atome, wie<br />
kleine Sonnensysteme sind. Vielleicht ein Bild<br />
erklärt alles besser.<br />
Also, die Elektrizität, die in der Steckdose unseres Hauses läuft, ist<br />
eigentlich Elektronen in Bewegung und die Kraft der Elektrizität, die<br />
aus der Energie der Elektronen stammt.<br />
sagen sie mal, liebe kollegen...<br />
was denken sie über meine frisur?<br />
meine liebe doktorin,<br />
sie ist heute strahlend!<br />
ÁTOME<br />
KERN<br />
elektronik<br />
Atomar, würde ich sagen!<br />
Die Professoren gehen<br />
zu einem Abendessen<br />
für berühmte<br />
Wissentschaftler.<br />
Heute hat Doktorin<br />
Query eine neue Frissur<br />
gekämmert. Sie hat<br />
heute eine “elektrische”<br />
Inspitarion gehabt.
Der Strom<br />
Wir haben gesagt, dass die Elektrizität ist wie ein Elektronenstrahl.<br />
Ein Strahl, mehr oder weniger wie ein Wasserhahn.Das ist genauso,<br />
wie wenn wir den Wasserhahn unseres Hauses öffnen und dann das<br />
Wasser flie•t. Mit der Elektrizität und mit der Steckdose kommt es<br />
das Gleich vor.<br />
Wenn wir jetzt ein Kabel auf der zwei Pole einer Batterie einschalten,<br />
werden wir beweisen, dass die Elektronen sich nur in einer Richtung<br />
bewegen (wie das Wasser durch die Strohleitung).Dies ist der Strom.<br />
negative<br />
ladung<br />
positive<br />
ladung<br />
Die Atome vibrieren mit der Bewegung<br />
der Elektronen. Diese vibration<br />
ist die sogenannte Wärmenergie, d.h:<br />
das Kabel erwärmt sich.<br />
In der elektrischen Batterien gibt es<br />
chemische Reaktionen.<br />
Diese Reaktionen verursachen, dass in<br />
einem der Pole Überma• von<br />
Elektronen gibt (Pol-) . In dem<br />
anderen Pol gibt es eine positive<br />
Ladung (Pol +). Wenn wir ein Kabel<br />
auf die Batterie einschalten,<br />
sind die Elektronen des Kabels in der<br />
Ladung des Pols + abgesto•en<br />
und in der Ladung des Pols -<br />
angezogen. Die Elektronen bewegen<br />
sich und sie bilden einen Strom.<br />
Hast du irgendwann dieses Gesicht gesehen?<br />
Es ist ähnlich deiner Eltern! Verschwend nicht<br />
Elektrizität. Die Elektrizität is nicht gratis!<br />
strom<br />
53
54<br />
Batterien und Generatoren<br />
ALESSANDRO VOLTA<br />
(1745- 1827) erfand den<br />
ersten Strom der Elektronen<br />
mit der Hilfe einer chemischen<br />
Reaktion. Dieser<br />
Wissentschaftler hat<br />
entdeckt,dass immer wenn er<br />
seine Zunge zwinschen zwei<br />
Münze auf verschiedene<br />
Metalle stellte, empfand er in<br />
seinen Gaumen einen<br />
seltsamen und<br />
sauerGeschmack. Er<br />
dachte,dass dieser Effekt wurde<br />
von einer chemische Reaktion<br />
hervorgeruft und, dass diese<br />
chemische Reaktion einen<br />
voltabatterien<br />
elektrischen Strom verursacht. Diese Entdeckung ist die sogennante<br />
Voltbatterie.<br />
Wenn er zwei Platten (1 Zink, 1 Kupfer), und zwischen ihnen einen<br />
getränkte Karton (im Salzwasser) legte, bemerkete er, dass immer<br />
wenn er die Kabeln näher brachte, erzeugte es elektrische Funken.<br />
arten von batterien<br />
Je mehr Platten legte, desto mehr<br />
elektrische Spannung erzeugte.Er erfand<br />
die sogennante Batterie, die du in<br />
deinem Radiorekorder benutzt.<br />
Die Batterien wurden jahre lang die<br />
einzige Art von elektrischem Storm.<br />
In1831 fand MICHAEL FARADAY<br />
heraus, dass, wenn er eine Kabelspule<br />
zwischen Magneten umdrehte,<br />
erzeugten die magnetische Kräfte einen<br />
Strom in dem Kabel<br />
So ist die Zunge von Professor Kaisen, nach<br />
der ganzen Morgen mit dem Experiment von<br />
Volta arbeiten
Der alektrische Motor<br />
Jetzt werden wir dir erklären, wie die elektrischen Motoren funktionieren.<br />
Viele Dinge brauchen diese Motoren. Zum Beispiel, deine elektriche<br />
Zahnbürste, das Rührgerät, der Ventilator und eine Unmenge von<br />
Dinge, die sie in deiner Umgebung sind.<br />
Wenn der Strom durch ein Kabel flie•t, gibt es ringsherum magnetische<br />
Kraft. Wenn das Kabel eine Art von Spule ist, werden wir einen<br />
Elektromagnet haben, d.h. einen Magnet, der mit elektrischem Strom<br />
funktioniert.<br />
elektromagnet<br />
Der Schraubenzieher verhaltet<br />
sich als einen Magnet,<br />
denn der Strom flie•t durch<br />
das Kabel<br />
schraubenzieher<br />
kabel<br />
metallischer<br />
gegendstand<br />
schalter<br />
Der Schraubenzieher verhaltet<br />
sich nicht mehr als einen Magnet,<br />
denn der Strom flie•t nicht<br />
durch das Kabel<br />
batterie<br />
Der elektrische Motor besteht aus einem beweglichen Bestandteil, der<br />
Rotor hei•t. Dieser Rotor kann sich zwischen die zwei Pole eines<br />
Magnets drehen. Die Bürsten bleiben Fest., während der Schalter sich<br />
zwischen ihnen dreht. Der Schalter macht die gleiche Bewegung als<br />
der Rotor. Wenn der Strom durch den Elektromagnet flie•t, sind<br />
seine Pole bei dem feste Magnet angezogen und abgesto•en. All dies<br />
verursacht eine ununterbrochene Bewegung des Rotors.<br />
elektrischer<br />
motor<br />
+<br />
s<br />
n<br />
+ -<br />
kern<br />
batterie strom<br />
spule<br />
-<br />
s<br />
n<br />
strom<br />
1) 2) 3) 4)<br />
n n n n<br />
s<br />
s s s s<br />
n<br />
kraft<br />
kraft<br />
n<br />
s<br />
strom<br />
kraft<br />
umgekehrter<br />
strom<br />
strom<br />
kraft<br />
s<br />
n n n n<br />
s s s s<br />
n<br />
55
56<br />
2<br />
Lautsprecher<br />
Wir wissen, dass der Strom Energie erzeugt, aber das ist nicht genug!.<br />
Der Strom lässt uns auch Information senden. Wir können in<br />
Verbindung stehen, denn der Strom lässt uns Klänge, Bilder und<br />
Angaben senden.<br />
Zum Beispiel:<br />
Das Telefon. Es ist sehr einfach zu verstehen, wie es funktioniert.<br />
Nimmt einen Luftballon, setz deine Handfläche über den ihn und<br />
rede auf die gegenüberliegende Seite. Du wirst eine Vibration fühlen.<br />
Du wirst die Stärke der Vibration gemä• die Lautstärke und das Ton<br />
beweisen. Das Mikro des Telefons setzt die Vibrationen deine Stimme<br />
in Vibrationen des Stroms um. Je höher deine Stimme, desto mehr<br />
Strom. Je leiser, desto weniger Strom. Dann setzt der Lautsprecher die<br />
Vibrationen des Stroms in Vibrationen der Luft um. Diese Vibrationen<br />
der Luft ist der Klang.<br />
Anderer Beispiel? Natürlich! Es ist der Lautsprecher:<br />
1<br />
bestandteile des lautsprechers<br />
3<br />
7<br />
4<br />
Ein Lautsprecher besteht aus einem<br />
Elektromagnet, der auf einem<br />
Kartonkegel geklebt ist. Der<br />
Elektromagnet bewegt sich zwischen<br />
die magnetischen Kraft eines<br />
leistungsstarken Magnet. Wenn der aber wie komisch<br />
Strom durch den Elektromagnet flie•t, spielen diese lautsprecher !<br />
verändern die Anziehungs- und<br />
Absto•ungskraft sich zwischen den<br />
Magnet und den Elektromagnet. Sie<br />
bewegen sich, wie die Schwingung des<br />
Stroms. Dann vibriert der<br />
Elektromagnet und er überträgt die<br />
Vibrationen zu dem Kartonkegel. Der<br />
Kegel lässt die Luft vibrieren. Diese<br />
Luft produziert den Klang.Und, wenn<br />
du die Lautstark zu viel steigt, werden<br />
sich deine Nachbarn beklagen.<br />
Kaizen wird alles machen,<br />
um nicht wieder die endlose<br />
Polkaschallplatte von Professor<br />
Challenge hören.<br />
5<br />
6<br />
1- membran<br />
2-membranaufhängun<br />
3-chassis<br />
4-zentrierung<br />
5-lautsprecherkorb<br />
6-schwingspule<br />
7-magnet
Übertrager<br />
Wir wissen schon, wie die Elektrizität ist, wovon sie hergestellt ist,<br />
wo können wir sie finden und wozu kann sie uns helfen. Jetzt werden<br />
wir lernen, wie sie kontrollieren sollen. Und hier spielen die Übertrager<br />
eine wesentlichen Rolle.<br />
Die Übertrager wurden in 1947 bei JOHN BARDEEN, WALTER<br />
BRATTAIN und WILLIAM SHOCKLEY erfunden. Sie wurden in 1956<br />
mit dem Nobelpreis der Physik ausgezeichnet. Der Übertrager ist ein<br />
elektrisches Gerät. Man benutzt dieses Gerät, wie man eine Verstärkung<br />
oder einen elektronischen Schalter benutzt (d.h. an und aus).Der<br />
Übertrager ist einen wesentlichen Bestandteil der modernen Elektrik.<br />
Man benutzt den Übertrager, als Bestandteil der elektrischen Schalter,<br />
logischen Gatter, der Speicher,usw.<br />
Rat mal<br />
Welche von diesen Apparaten brauchen nicht Elektrizität<br />
zu funktionieren?<br />
rührgerät<br />
zahnbürste<br />
computer<br />
Antwort<br />
Die Trompete, natürlich.<br />
Aber unsere Professoren<br />
können eine elektrische<br />
und tragbare Trompete<br />
erfinden. Schau mal das<br />
Ergebnis!<br />
eine neue, moderne und<br />
tragbare trompete<br />
trompete<br />
bohrmaschine<br />
radiorekorder<br />
57
58<br />
??<br />
Die Frage von<br />
Doktorin Query<br />
Nach allem, was wir gelernt haben, stellt sich<br />
Doktorin Query (und wahrscheindlich stellts<br />
du dich auch) diese Fragen:<br />
1) Gibt es im menschlichenr Körper?<br />
?<br />
Ja. Es klingt komisch, aber unserer Körper hat<br />
Elektrizität. Und wei•t du wie viele? Unserer<br />
Körper hat die genügende Elektrizität, um einen<br />
Weinachtsbaum zu beleuchten. Die Elektrizität<br />
2) Wieviele Blitze einschlagen jede Sekunde irgendwo in der Welt?<br />
Die elektrisierte Summe auf 100. Kannst du rechnen, wie viele Blitze<br />
in einem Tag einschlagen? Vielleicht wirst du nicht auf die Stra•e sein.<br />
3) Und seine Temperatur?<br />
Bereitet dich ein Glas Wasser vor. Wenn du es wei•t, wirst du sehr<br />
hei• sein.Ein Blitz kann 30.000 º C erreichen.Du sollst nur denken,<br />
dass die Temperatur der Sonne ist 1/6 der Blitztemperatur. Die<br />
Temperatur der Sonne ist 5.360ºC.<br />
4) Und...was ist die Geschwindigkeit des Blitzes?<br />
Der Blitzist schneller, als ein Auto der Formel 1. Der<br />
Blitz ist 1.600 Km/s leistungsstarkerk als das Auto.<br />
Der Blitz hat eine Geschwindigkeit von 5.760.000<br />
Km/h. Frag dein Vater über die Gescwindigkeit seines<br />
Autos.Dann kann du dich es vorstellen!<br />
5) Wann wurde das elektrische Auto erfunden?<br />
Es wurde in 1985 erfunden. Es<br />
konnte 30 Km fahren, ohne<br />
sich aufzuladen. brauchen<br />
sie diese Elektrizität?<br />
ein elektrisches auto
Wir wissen schon, dass unserer Körper Elektrizität hat. Aber, haben<br />
die Tiere Elektrizität? Und, wofür brauchen sie diese Elektrizität?<br />
1) Zitteraale<br />
2) Klapperschlange<br />
ein elektrisches aal<br />
Seines Gehirn kann<br />
Entladungen auf 600 Volt<br />
erzeugen. Diese Entladung ist<br />
genug, um einen Fisch zu töten.<br />
Und sie ist auch genug, um dir ein bisschen zu betäuben. Aber macht<br />
dich keine Sorgen: es sei denn, du schwimmst in einem Fluss aus<br />
Lateinamerika.<br />
Die Schlange nutzt ihre zweispaltigen Zunge, um die Atome der<br />
elektrischen Luft zu fühlen. Diese Atome sind in der Haut von der<br />
kleinen Tiere, die die Schlange isst.<br />
3) Ameise<br />
Einige Arten von Ameise sehen und fühlen die Elektrizität. Deshalb<br />
essen sie die Kabeln. Stell dich vor, wie viele Funken!<br />
4) Bienen<br />
Die Bienen nutzen die Elektrizität, um der Pollen<br />
zu finden.<br />
5) Nutzen die<br />
biene "die<br />
pollen suchende"<br />
Glühwürmchen<br />
Elektrizität?<br />
Nein. Es klingt komisch, denn<br />
sie scheinen kleine Lanternen.<br />
Dieser Effekt ist bei einem<br />
chemischen Proze•<br />
verursacht.<br />
glühwürmchen<br />
59
Er ist immer bereit, um neue<br />
Experimenten zu beweisen<br />
und experimentieren. Er ist<br />
zerstreut und überaktiv.<br />
Er hört seine Arbeit auf ,<br />
wenn er Tee um fünf<br />
nachmittags trinkt. Die<br />
populären Musik begeistert<br />
sich, besonders Polkas.<br />
Doktorin Query fragt sich<br />
ständig. Die Rätsel begeistern<br />
sie sich. Am liebsten isst sie<br />
Torten und Bonbons.<br />
Unermüdlicher Arbeiter.<br />
Er hat Lust, um sich selbts<br />
überzutreffen. Er ist<br />
methodisch,erschöpfend<br />
und sehr geduldig.<br />
Am liebsten macht er<br />
Witze an seinen Kollegen.<br />
Professor Challenge<br />
Doktorin Query<br />
Professor Kaizen<br />
BIS ZUM NÄCHTEN ABENTEUER!<br />
MINILAND S.A. Ctra. Castalla, km 1. Pol. Industrial 03430 Onil. Alicante. Spain.<br />
Tel. 34 96 556 49 50. Fax 34 96 556 54 54.<br />
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Asesor Científico: Obdulio Serrano. Licenciado en Ciencias Físicas.<br />
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