Stromkreis im Haushalt – Sicherung, Schalter, Steckdose und Überlastung
TechnikElektrotechnik und SicherheitAlter 13–14
Im Unterricht einsetzen: Ihre Schülerinnen und Schüler öffnen sie über einen Link oder QR-Code, ganz ohne Konto.
Als Nächstes in Elektrotechnik und Sicherheit
Schaltbild eines 220-V-Haushaltsstromkreises: Netz → Schutzeinrichtung (Schmelzsicherung oder Leitungsschutzschalter) → parallele Zweige aus Schalter und Lampe sowie eine Steckdose. Die Lernenden schalten Lampen per Klick ein, stecken ein Gerät in die Steckdose und verfolgen Gesamtleistung und Strom I = P/U; überschreitet der Strom den Nennwert, erhitzt sich die Sicherung und brennt durch (bzw. der LS-Schalter löst aus) und der ganze Stromkreis ist stromlos. Sicherung ersetzen oder LS-Schalter wieder einschalten, um fortzufahren.
Lektion: Aufbau eines Stromkreises: Spannungsquelle, Leitungen, Schalt- und Schutzgeräte, Verbraucher; elektrische Sicherheit bei Überlastung
Was sie zeigt
Im Haushaltsstromkreis sind die Verbraucher parallel geschaltet: Jede Lampe und jedes Gerät erhält die volle Netzspannung und lässt sich einzeln schalten, während sich die Zweigströme in der Zuleitung addieren. Der Gesamtstrom folgt aus I = P/U. Eine Schutzeinrichtung begrenzt diesen Strom: Eine Schmelzsicherung enthält einen dünnen Draht, der schmilzt, wenn der Strom den Nennwert übersteigt, und ein Leitungsschutzschalter löst aus und kann wieder eingeschaltet werden. Der Nennstrom muss zur Gesamtlast und zur Leitung passen; deshalb darf eine durchgebrannte Sicherung nie durch eine stärkere ersetzt werden, sonst überhitzen die Leitungen zuerst.
So funktioniert es
Stellen Sie Anzahl der Lampen und Leistung je Lampe ein und klicken Sie dann auf die Schalter, um die Lampen nacheinander einzuschalten; beobachten Sie, wie Leistung und Strom steigen. Wählen Sie ein Gerät an der Steckdose, vom Ventilator bis zum Wasserkocher oder zur Kochplatte, bis der Strom den Nennwert übersteigt. Vergleichen Sie beide Schutzeinrichtungen, verringern Sie die Last, ersetzen Sie die Sicherung oder schalten Sie den LS wieder ein, und ändern Sie dann den Nennstrom.
Einstellbare Parameter
- Anzahl der Lampen 1–5 Lampen
- Leistung je Lampe 15–200 W
- Gerät an der Steckdose Nichts eingesteckt, Ventilator 60 W, Fernseher 100 W, Bügeleisen 1000 W, Wasserkocher 1800 W, Kochplatte 2000 W
- Nennstrom der Sicherung / des LS-Schalters 2–20 A
- Schutzeinrichtung Schmelzsicherung, Leitungsschutzschalter (LS)
Fragen zum Erkunden
- Wie ändert sich der Gesamtstrom, wenn eine weitere Lampe eingeschaltet wird, und warum?
- Welche Kombinationen aus Lampen und Geräten überlasten eine 5-A-Sicherung, und welche sind noch sicher?
- Warum ist es gefährlich, eine durchgebrannte Sicherung durch eine mit viel höherem Nennstrom zu ersetzen?
