Strom aus obst und gemuese Durchschnittliche Dauer: 30-40 min Schwierigkeisgrad: mittel Personenanzahl: 1-2 Personen Altersgruppe: 8-14 Jahre Empfohlene Anzahl der Betreuer pro Klasse (25 Schueler): 3-4 Kosten: ein SEt pro Schueler (eine Klasse) bei neu gekauften Materialien: 100 beschreibung Mit diesem Experiment soll demonstriert werden, dass auch Strom mithilfe von Obst und Gemüse erzeugt werden kann. Als Beweis dient uns eine LED, die wir, wie im hier angeführten Beispiel mittels Bananen, zum Leuchten bringen. Da nur wenig Strom erzeugt wird, werden mehrere Stück Obst oder Gemüse benötigt damit die LED leuchtet. Auch ein Digitalmultimeter soll hier ausprobiert werden. Durch ein Digitalmultimeter können die SchülerInnen feststellen, ob bzw. wie viel Strom durch den Stromkreis fließt, den wir uns gebastelt haben. Strom wird erzeugt da es durch die Verwendung von zwei verschiedenen Metallen zu einer chemischen Reaktion kommt. Damit Strom fließt muss der Stromkreis geschlossen werden. Elektronen bewegen sich von Zink (Minus-Pol) hin zu Kupfer (Plus-Pol). Obst und Gemüse besitzen die Fähigkeit, Strom zu leiten. Steckt man also die unterschiedlichen Metalle Zink und Kupfer z.b. in eine Banane, bewegen sich Elektronen vom Zink-Nagel (oder Zink-Schraube) zur Kupfer-Münze. Zink bindet die Atome weniger fest an sich als Kupfer, daher die Richtung in die sich die Atome bewegen. Zur Durchführung können auch andere Obst- oder Gemüsesorten ausprobiert werden, wie etwa Äpfel, Kartoffeln oder Kiwis. Die SchülerInnen sollen außerdem feststellen, wie viele Stücke Obst oder Gemüse notwendig sind, um die nötige Stromstärke zu erhalten, die letztendlich die LED zum Leuchten bringt. Achtung! Nach dem Experiment müssen Obst- und Gemüse unbedingt entsorgt werden, es darf nicht mehr gegessen werden! Notwendige werkzeuge Digitalmultimeter
Notwendige Materialien Pro Set: Obst und/oder Gemüse (empfohlen: 4 Stk. Bananen) 1, 2 oder 5 Cent Münzen (Kupfer / eine Münze pro Stk. Obst/Gemüse) Schrauben oder Nägel (Zink verzinkte Nägel/Schrauben sehen eher matt aus und reflektieren weniger stark als nicht verzinkte, die Beschichtung lässt sich abkratzen / eine Schraube bzw. ein Nagel pro Stk. Obst/Gemüse) Krokoklemmen (Verbindungen zwischen Obst/Gemüse und einer LED) LED (Möglichkeiten zum Reinigen der Arbeitsfläche nach dem Arbeiten mit Obst/Gemüse) schrittanleitung 1. Zu Beginn unseres Experiments benötigen wir eine Banane (oder wahlweise eine andere Obstoder Gemüsesorte), eine Münze und einen Nagel/eine Schraube. Die Münze und der Nagel/die Schraube werden mit etwas Abstand in die Banane gesteckt. 2. Anschließend werden zwei Krokoklemmen benötigt. Die erste Krokoklemme wird mit einem Ende an der Münze befestigt, ein Ende der zweiten Krokoklemme wird mit dem Nagel/der Schraube verbunden.
3. Nun kann getestet werden, ob der Strom ausreicht um die LED zum Leuchten zu bringen. Hier muss beachtet werden, welche Krokoklemme mit welchem Ende der LED verbunden wird. Die Krokoklemme, die mit der Münze verbunden ist, muss mit dem Plus-Pol der LED verbunden werden. Diesen erkennt man, indem man die Länge der Anschlussdrähte der LED betrachtet. Der längere Draht ist der Plus-Pol. Ist dies undeutlich zu erkennen, kann man die LED auch von unten betrachten und stellt fest, dass eine Kante der kreisförmiges LED abgeflacht ist der Anschlussdraht auf dieser Seite ist der Minus-Pol. Dieser muss mit der Krokoklemme verbunden werden, dessen anderes Ende mit dem Nagel/der Schraube verbunden ist. 4. Nach diesem ersten Versuch werden wir feststellen, dass der Strom nicht ausreicht, um eine LED zum Leuchten zu bringen. Mittels Digitalmultimeter kann die Stromstärke gemessen werden. Dazu werden nur die Krokoklemmen von der LED entfernt und stattdessen wie im unten angeführten Bild mit dem Digitalmultimeter verbunden. Man beachte dabei, wie die Enden der Krokoklemmen mit den Kabeln des Digitalmultimeters verbunden sind sowie die Einstellung ebendieses zur korrekten Ausgabe des gefragten Wertes (siehe Drehschalter Mitte).
5. Im nächsten Schritt wollen wir die Stromstärke erhöhen. Dazu wiederholen wir zuallererst Schritt 1. 6. Nun verbinden wir die zwei Bananen, indem wir eine Krokoklemme mit der Münze in der einen Banane und dem Nagel/der Schraube in der anderen Banane verbinden. Die freien Krokoklemmen können wie in Schritt 3 mit der LED verbunden werden. 7. Anschließend werden wir möglicherweise feststellen, dass der Strom noch immer nicht ausreicht. Wir führen das Experiment fort indem wir weiter Bananen zum Stromkreis hinzufügen. Immer wieder kann mit dem Digitalmultimeter die Stromstärke gemessen werden um zu sehen, wie sich diese beim Hinzufügen weiterer Bananen vergrößert.
variationen Die SchülerInnen können in Gruppen aufgeteilt werden, welche das Experiment mit verschiedenen Obst- oder Gemüsesorten durchführen. Es soll verglichen werden, wie unterschiedlich sich die Obst- oder Gemüsesorten auswirken, wie viel Stück der jeweiligen Sorte notwendig sind, um eine leuchtende LED zu erhalten. Unterschiedliche Stromstärken der Obstoder Gemüsesorten sollen festgestellt werden. Obst- und Gemüse-Sorten können gemischt werden um herauszufinden, ob das Experiment dann immer noch funktioniert. Der Versuch kann statt einer LED auch mit Kopfhörern durchgeführt werden. Dazu nimmt man z.b. eine Kartoffel und steckt mit wenig Abstand die Münze und die Schraube/den Nagel hinein. Nun hält man den Stecker der Kopfhörer so zwischen diese beiden Teile, sodass beide damit in Kontakt sind. Durch die Kopfhörer sollte nun ein Rauschen zu hören sein.
Impressum Schrotty nachhaltige Elektronik ist ein Projekt, das auf der FH Joanneum Graz (GMBH) von Studierenden des Studiengangs Informationsmanagement 2012 umgesetzt wird. Anschrift der FH Joanneum Graz: Alte Poststraße 149 A-8020 Graz Tel.: +43 (0)316 5453-0E- Mail: info@fh-joanneum.at Projektbeteiligte Studenten und Ersteller des Dokuments Jernej Vidoz Elena Krois Thomas Weinmüllner Martin Drschka Projektbetreuer Gerhard Sprung Rechtliche Hinweise Alle in dieser Anleitung verwendeten Bilder entstammen dem geistigen Eigentum der Projektmitarbeiter. Videoverweise Alle Videos und Anleitungen sind auf der Schrotty Website zu finden: http://schrotty.fh-joanneum.at