… aus dem Physiksaal
© 2011 - 2021  Sven H. Pfleger

Physik zum Selber bauen: Elektrizität

Unbestritten    das    beliebteste    Kursangebot    des    Physiksaal    seit    über    10    Jahren.    Und    in    dieser    Zeit    hat    sich    die    Ausstattung    der    Kurse    zum Selberbauen   und   anschließendem   Behalten   gerade   im   Themenbereich   Elektrik   ganz   erheblich   verändert   und   erweitert.   Dazu   trägt   bei,   dass   sehr viel Zeit in die Vorbereitungen und noch viel mehr in die Materialbeschaffung investiert wurde. Und   tatsächlich   ist   das   Material   eine   extrem   wichtige   Größe:   Auf   der   einen   Seite   muss   es   zu   möglichst   vielen   Versuchen   taugen,   darf   andererseits aber   auch   nicht   unerschwinglich   sein.   Vieles,   was   ganz   toll   geeignet   wäre,   liegt   einfach   nicht   im   finanziellen   Rahmen   eines   solchen   Kurses   und manchmal   ist   ein   tollen   Bauteil   auch   nur   begrenzt   verfügbar.   Das   ist   auch   der   Grund,   warum   alle   Kurse   immer   wieder   verändert,   erweitert, umgestellt oder erneuert werden.

Geheimnis der Elektrizität:          

Elektrostatik

Der   ideale   Einstieg   in   der   Welt   der   Elektrizität   ist   dieser   Kurs.   Mit   Reibestäben und Wolllappen bewaffnet wird die elektrostatische Aufladung untersucht. Durch    den    Selbstbau    von    Elektroskopen    und    anderen    wichtigen    Bauteilen entsteht so die breite Basis für weitergehende Versuche. Eine    Glimmlampe    gehört    dabei    ebenso    zu    dem    nicht    ganz    so    leicht    zu beschaffenden    Experimentiermaterial    wie    darüber    hinaus    noch    viele    andere Bauteile mehr.

Elektrizität:

               

Schaltungen und Magnetismus

Messleitungen,   Batterien,   Glühlämpchen   in   Fassungen   und   Schalter   zählen   für diesen   Einsteigerkurs   zur   Elektrizität   zur   Grundausstattung   mit   der   die   ersten Schaltungen gebaut werden können. Ergänzt   wird   dieses   Material   zum   Beispiel   durch   einen   Elektromotor   mit   einem Halter,     der     im     Kurs     zusammengebaut     wird     und     einem     einstellbaren Drahtwiderstand,   um   so   auch   gleich   weitergehende   versuche   durchführen   zu können. Als      Erweiterung      des      Kurses      steht      optional      noch      das      Themengebiet Magnetismus     zur     Verfügung,     was     die     Brücke     zwischen     Elektrizität     und Magnetismus schlägt.

Elektrische Energie

Elektrische    Energie    aus    anderen    Energieformen    zu    erhalten    ist    derzeit    ein extrem   wichtiges   Thema.   Hier   wird   es   mit   entsprechendem   Material   erforscht. Natürlich    darf    eine    Solarzelle    ebenso    wenig    fehlen,    wie    ein    Energiespeicher (goldcap) und Generator (Motor) sowie viele andere Bauteile. Zudem   lebt   gerade   dieser   Kurs   davon,   zu   hause   kräftig   weiter   zu   forschen, wobei   hier   wertvolle   Tipps   zum   Nachbau   einer   Brennstoffzelle   mit   einfachen Mitteln sowie einer ebenso einfachen Solarzelle gegeben werden.

Elektromotor

Elektrizität   und   Magnetismus.   Dieser   Kurs   ist   etwas   für   die   Spezialisten   unter den   Bastlern.   Es   gilt,   neben   zahlreichen   Experimenten   zum   Thema,   mit   dem Material einen kompletten Elektromotor zusammen zu bauen. Schwierig   ist   das   nicht   wirklich,   aber   man   benötigt   viel   Geduld   und   das   nötige Fingerspitzengefühl   um   die   Spulen   zu   wickeln   und   alle   Teile   exakt   auszurichten und zu justieren bevor der Motor seinen Dienst verrichtet. Dank   umfangreicher   Materialausstattung   gibt   es   einen   Trost,   wenn   es   dennoch nicht   auf   Anhieb   klappt:   Der   Kurs   endet   mit   dem   einfachsten   Motor   der   Welt, den wirklich jeder zum laufen bringt.

Elektronik:          

            

Schaltungen auf dem Klemmbrett

Natürlich   gibt   es   Elektronikbaukästen   zu   kaufen.   Zwar   nicht   so   viele   und   so umfangreich wie noch vor Jahrzehnten, aber es gibt sie. Aus     der     Vergangenheit     hinüber     gerettet     wurde     dieses     System     mit     den bewährten    Klemmfedern.    Und    dieses    System    ist    die    Basis    des    Einsteiger- Elektronikkurses,     der     bis     zum     Transistor     hin     Schaltungen     zum     einfach Nachbauen   bereit   hält   -   zur   Not   sogar   ohne   Kenntnis   der   Funktion.   Beliebige weitere    Bauteile    lassen    sich    im    Übrigen    ohne    weiteres    integrieren    und    das System   kann   so   erweitert   werden.   Eine   Holzbox   zur   Aufbewahrung   wird   im   Kurs gleich mitgebaut - so ist alles verräumt.

Elektronik:          

            

Schaltungen auf dem Steckbrett

Elektronische     Schaltungen     werden     in     Labors     meist     zunächst     auf     einem Streckbrett   aufgebaut,   den   sogenannten   Breadboards,   bevor   eine   Schaltung   auf einer   Platine   gelötet   wird.   So   kann   beliebig   getestet   werden   ob   die   Schaltung funktioniert oder Bauteile noch getauscht werden müssen. In   diesem   Kurs   ist   so   ein   Board   die   Basis   für   elektronische   Schaltungen   bis   hin zu Transistorverstärkern und IC-Schaltungen. Auch    hier    könnten    ohne    Kenntnis    der    Funktion    Schaltungen    nach    gebaut werden,    indem    die    Schaltpläne    einfach    aufgelegt    werden    und    die    Bauteile entsprechend dem Aufdruck bestückt werden.

Elektronik:          

            

Funktechnik 

Die   Welt   der   drahtlosen   Energieübertragung,   einfache   (aber   zulässige)   Sender, die   das   erlauben   und   deren   Funktion   und   Wirkungsweise   sind   in   diesem   Kurs das   Thema.   Alle   Bauteile   die   benötigt   werden   sind   im   Materialsatz   enthalten   der zudem   sicher   stellt,   dass   nur   mit   geringster   Energie   und   damit   Reichweite   und auf   zulässigen   Frequenzen   Sendeversuche   stattfinden   können.   Der   Aufbau   der Schaltungen     erfolgt     auch     hier     wieder     Verschleißteil     auf     den     bewährten Steckbrettern.

Elektronik:          

            

Messtechnik

Wer    tiefer    in    die    Elektronik    einsteigen    möchte    und    eigene    Schaltungen    und Schaltungsentwürfe   baut   und   testen   möchte,   wird   früher   oder   später   nicht   über ein   Messgerät   hinweg   kommen   -   sozusagen   die   Grundausstattung   eines   Elektro- und Elektroniklabors. In   diesem   Kurs   gehört   zum   Material   nicht   nur   ein   Digitalmultimeter   (je   nach Verfügbarkeit   unterschiedliche   Modelle)   sondern   Ziel   ist   die   sichere   Anwendung und der sinnvolle Einsatz, zum Beispiel bei der Fehlersuche.

Elektronik:          

                      

Löten für Anfänger

Die   ultimative   Krönung   jedes   Elektronik-begeisterten   ist   der   Auf-   und   Nachbau gedruckter    Schaltungen    (Platinen)    bzw.    der    eigenständige    Lötaufbau    ganzer Schaltungen, Geräten und benötigter Kabel etc. Um   mit   dem   Lötkolben   vernünftige   Lötungen   durchführen   zu   können   und   die entsprechenden   Techniken   zu   erlernen   dient   dieser   Lötkurs,   der   leihweise   alles benötige   Werkzeug   inklusive   Lötkolben   stellt.   Das   gelötete   Material   kann   der stolze Erbauer natürlich mit nach hause nehmen. Der   Kurs   gibt   natürlich   auch   wertvolle   Tipps   zur   Anschaffung   des   notwendigen Equipments für zu hause.