Batterie und Akku verstehen - Elektrizität - Physik
Batterie und Akku verstehen - Elektrizität - Physik
Batterie und Akku verstehen - Elektrizität - Physik
Einleitung
Batterien und Akkus versorgen viele Geräte mit elektrischer Energie. Du findest sie zum Beispiel in Taschenlampen, Spielzeug, Uhren, Smartphones und Fahrrädern.
Der wichtigste Unterschied: Einen Akku kannst Du mit einem passenden Ladegerät wieder aufladen. Eine normale Batterie ist meist nur für eine einmalige Nutzung gedacht.
Das lernst Du
- Unterschied: Du erklärst den Unterschied zwischen Batterie und Akku.
- Stromkreis: Du erkennst, wann eine Lampe leuchten kann.
- Spannung: Du kennst die Einheit Volt.
- Sicherheit: Du gehst vorsichtig mit Batterien und Akkus um.
- Recycling: Du weißt, wohin leere Batterien und Akkus gehören.
Batterie und Akku im Alltag
Batterien und Akkus gibt es in vielen Formen. Kleine runde Zellen heißen oft AA oder AAA. Flache runde Zellen heißen Knopfzellen.
Der wichtige Unterschied
| Batterie | Akku |
|---|---|
| meist nicht wiederaufladbar | wiederaufladbar |
| wird beim Gebrauch leer | kann viele Male geladen und genutzt werden |
| Beispiel: Batterie in einer Wanduhr | Beispiel: Akku in einem Smartphone |
Energie wird umgewandelt
Im Inneren einer Batterie oder eines Akkus laufen chemische Reaktionen ab. Dabei wird chemische Energie in elektrische Energie umgewandelt.
Eine Batterie hat zwei Anschlüsse: den Pluspol und den Minuspol. Zwischen den Polen liegt eine elektrische Spannung.
Pluspol, Minuspol und Stromkreis
Ein Gerät funktioniert nur, wenn ein geschlossener Stromkreis entsteht. Dazu werden Batterie, Leitungen und Verbraucher miteinander verbunden.
Ist der Stromkreis offen, leuchtet die Lampe nicht. Ist er geschlossen, kann elektrischer Strom fließen.
Laden eines Akkus
Beim Laden erhält ein Akku wieder Energie. Dazu brauchst Du ein Ladegerät, das zum Akku passt.
Wichtig: Normale Einwegbatterien dürfen nicht aufgeladen werden. Beschädigte, heiße oder aufgeblähte Akkus darfst Du nicht weiter benutzen.
Spannung und Kapazität
| Angabe | Einfache Bedeutung |
|---|---|
| Volt V | Die Spannung muss zum Gerät passen. |
| Milliamperestunde mAh | Die Angabe hilft beim Vergleich der speicherbaren Ladungsmenge. |
Viele AA-Batterien tragen die Angabe 1,5 V. Viele wiederaufladbare AA-Akkus tragen die Angabe 1,2 V. Beachte immer die Hinweise am Gerät.
Sicher experimentieren
- Kleinspannung: Nutze im Unterricht nur geeignete Batterien, Lampen, Kabel und Motoren.
- Kurzschluss: Verbinde Pluspol und Minuspol nie direkt miteinander.
- Steckdose: Führe diese Versuche niemals mit einer Steckdose durch.
- Beschädigung: Öffne, zerdrücke oder erhitze keine Batterie und keinen Akku.
- Knopfzellen: Nimm Batterien niemals in den Mund. Verschluckte Knopfzellen sind ein Notfall.
- Aufsicht: Führe Experimente nach Anweisung einer Lehrkraft durch.
Experimentidee: Zitronenbatterie
Zwei verschiedene Metalle und der Saft einer Zitrone können zusammen eine kleine elektrische Spannung erzeugen. Das Experiment zeigt: Chemische Energie kann in elektrische Energie umgewandelt werden.
Führe den Versuch nur nach Anleitung durch. Iss die verwendete Zitrone danach nicht mehr.
Batterien richtig zurückgeben
Leere Batterien und Akkus gehören nicht in den Hausmüll. Bringe sie zu einer Sammelbox im Handel oder zu einer kommunalen Sammelstelle.
So können Rohstoffe zurückgewonnen werden. Außerdem sinkt die Gefahr von Bränden im Abfall.
Merksätze
- Eine Batterie ist meist nicht wiederaufladbar.
- Ein Akku kann mit einem passenden Ladegerät wieder geladen werden.
- Elektrischer Strom braucht einen geschlossenen Stromkreis.
- Pluspol und Minuspol dürfen nicht direkt verbunden werden.
- Alte Batterien und Akkus gehören in eine Sammelstelle.
Interaktive Aufgaben
Quiz: Teste Dein Wissen
Was ist der wichtigste Unterschied zwischen einer normalen Batterie und einem Akku? (Ein Akku kann wieder aufgeladen werden) (!Eine Batterie hat keinen Pluspol) (!Ein Akku enthält keine Energie) (!Eine Batterie funktioniert nur im Dunkeln)
Welche Energieumwandlung findet in einer Batterie statt? (Chemische Energie wird in elektrische Energie umgewandelt) (!Elektrische Energie wird nur in Licht umgewandelt) (!Wärmeenergie wird in Schall umgewandelt) (!Bewegungsenergie wird in Wasser umgewandelt)
Wann kann eine Lampe in einem einfachen Stromkreis leuchten? (Wenn der Stromkreis geschlossen ist) (!Wenn nur ein Kabel vorhanden ist) (!Wenn die Batterie neben der Lampe liegt) (!Wenn der Schalter den Stromkreis unterbricht)
Wie heißen die beiden Anschlüsse einer Batterie? (Pluspol und Minuspol) (!Nordpol und Südpol) (!Startpol und Zielpol) (!Lichtpol und Dunkelpol)
In welcher Einheit wird die elektrische Spannung angegeben? (Volt) (!Meter) (!Kilogramm) (!Sekunde)
Was kann die Angabe mAh bei einem Akku beschreiben? (Die gespeicherte elektrische Ladungsmenge) (!Die Farbe des Akkus) (!Die Länge des Kabels) (!Die Lautstärke des Geräts)
Womit darf ein Akku geladen werden? (Mit einem passenden Ladegerät) (!Mit einer beliebigen Batterie) (!Mit zwei Büroklammern) (!Direkt an einer Steckdose ohne Ladegerät)
Was ist ein Kurzschluss? (Eine fast direkte Verbindung zwischen Pluspol und Minuspol) (!Ein besonders langer Stromkreis) (!Eine leere Sammelbox) (!Ein ausgeschaltetes Radio)
Wohin gehören leere Batterien und Akkus? (In eine Sammelbox oder Sammelstelle) (!In den Hausmüll) (!In die Toilette) (!In den Biomüll)
Was wird für eine einfache Zitronenbatterie benötigt? (Zwei verschiedene Metalle und eine Zitrone) (!Zwei gleiche Kunststoffstäbe und Sand) (!Eine Glühlampe und Leitungswasser ohne Metalle) (!Ein Magnet und ein Holzstab)
Memory
| Batterie | Einmal nutzbare Stromquelle |
| Akku | Wiederaufladbarer Energiespeicher |
| Pluspol | Anschluss mit Pluszeichen |
| Minuspol | Anschluss mit Minuszeichen |
| Spannung | Messgröße mit der Einheit Volt |
| Kapazität | Angabe oft in Milliamperestunden |
| Stromkreis | Geschlossener Weg durch Leitungen und Gerät |
Drag and Drop
| Ordne die richtigen Begriffe zu. | Bedeutung |
|---|---|
| Batterie | meist nicht wieder aufladen |
| Akku | mit passendem Ladegerät aufladen |
| Geschlossener Stromkreis | Lampe kann leuchten |
| Kurzschluss | Pole fast ohne Verbraucher verbunden |
| Sammelbox | richtige Rückgabe alter Zellen |
Kreuzworträtsel
| Akkumulator | Wie lautet das lange Wort für Akku? |
| Spannung | Welche elektrische Größe wird in Volt angegeben? |
| Stromkreis | Wie heißt der geschlossene Weg für elektrischen Strom? |
| Pluspol | Welcher Anschluss trägt das Pluszeichen? |
| Elektrolyt | Wie heißt ein leitfähiger Stoff im Inneren vieler Zellen? |
| Recycling | Wie heißt die Rückgewinnung von Rohstoffen? |
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Lückentext
Offene Aufgaben
Leicht
- Gerätesuche: Finde fünf Geräte mit Batterie oder Akku. Notiere Gerät, Energiequelle und Aufgabe.
- Polzeichen-Plakat: Zeichne eine große Batterie und beschrifte Pluspol und Minuspol.
- Sortierkarten: Gestalte Karten zu AA, AAA, Knopfzelle und Akku. Ordne passende Geräte zu.
- Fotocollage: Erstelle eine Collage mit Geräten, die durch Batterien oder Akkus arbeiten.
Standard
- Lampenversuch: Baue unter Aufsicht einen Stromkreis aus Batterie, Kabeln, Schalter und Lampe. Zeichne den Aufbau.
- Fehlersuche: Untersuche einen vorbereiteten Stromkreis, in dem die Lampe nicht leuchtet. Begründe Deine Lösung.
- Erklärvideo: Erstelle ein kurzes Video, das den Unterschied zwischen Batterie und Akku zeigt.
- Sammelstellen-Interview: Frage in einem Geschäft, wie alte Batterien gesammelt werden. Fasse die Antwort zusammen.
Schwer
- Versuchsplanung: Plane mit einer Lehrkraft einen Zitronenbatterie-Versuch. Formuliere Vermutung, Durchführung und Beobachtung.
- Energiekette: Entwickle ein Modell vom chemischen Energiespeicher bis zu Licht, Ton oder Bewegung.
- Kaufberatung: Vergleiche für ein Spielzeug Batterie und Akku. Berücksichtige Nutzung, Kosten, Abfall und Sicherheit.
- Messreihe: Miss unter Anleitung die Spannung verschiedener geeigneter Zellen. Stelle die Ergebnisse in einem Diagramm dar.
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Lernkontrolle
- Beurteilen: Eine Lampe ist mit nur einem Kabel an eine Batterie angeschlossen. Erkläre, warum sie nicht leuchtet, und beschreibe eine Verbesserung.
- Erklären: Beschreibe den Weg der Energie von einem Akku bis zur Bewegung eines Spielzeugautos.
- Entscheiden: Wähle für eine häufig genutzte Taschenlampe Batterie oder Akku. Begründe Deine Entscheidung mit mindestens drei Kriterien.
- Lösen: Ein Akku wird beim Laden ungewöhnlich heiß. Erkläre, wie Du sicher reagierst und warum.
- Begründen: Erkläre, warum Batterien nicht in den Hausmüll gehören. Beziehe Umwelt, Rohstoffe und Brandgefahr ein.
- Auswerten: Eine Zitronenbatterie zeigt eine Spannung, die Lampe leuchtet aber nicht. Formuliere zwei mögliche Erklärungen und einen Prüfplan.
Lernnachweis
Für Deinen Lernnachweis solltest Du zeigen, dass Du:
- den Unterschied zwischen Batterie und Akku erklären kannst,
- einen einfachen Stromkreis zeichnen und beschreiben kannst,
- Pluspol, Minuspol, Spannung und Kapazität richtig zuordnest,
- Sicherheitsregeln auf neue Situationen anwenden kannst,
- eine passende Energiequelle für ein Gerät begründet auswählst,
- eine Beobachtung aus einem Experiment auswertest,
- alte Batterien und Akkus richtig zurückgibst.
OERs zum Thema
- Wikimedia Commons: Freie Medien zu Batterien
- Wikimedia Commons: Freie Medien zu Akkus
- Umweltbundesamt: Batterien und Akkus richtig nutzen
- Bundesinstitut für Risikobewertung: Sicherheit bei Knopfzellen
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