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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 />

miniland@miniland.es. www.miniland.es<br />

Diseño, creatividad y textos: Sieteleguas Ediciones S.L.<br />

Asesor Científico: Obdulio Serrano. Licenciado en Ciencias Físicas.<br />

© <strong>Miniland</strong>, S.A. 2004

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