Ein Workshop für Kinder ab 9 Jahren

Leitung: Prof. Dr. Wolfgang Geuer, Hochschule Fulda, FB Elektrotechnik und Informationstechnik; René Steinmeier, Dipl.-Ing. Elektrotechnik

Mitarbeit: Michael Geuer (Auszubildender)

Dieser Workshop konzentrierte sich auf das Erforschen folgender Fragen: Was ist Energie? Wie kann sie gespeichert werden? Wie sind Energiespeicher aufgebaut? Wie kann gespeicherte Energie genutzt werden? Wie kann Energie in die Energieform gewandelt werden, die benötigt wird?

Die Einstiegsaufgabe lautete, Lampen mit Batterien, Lampen, Kabel und Schalter zum Leuchten zu bringen, um anhand der Ergebnisse herauszuarbeiten, was die Begriffe Strom und Spannung bedeuten und was Strom und Spannung bewirken. Die Kinder lernten dabei wie man lötet und worauf geachtet werden muss, um einen Kurzschluss zu vermeiden.
Aus Kupferblechen, Aluminiumblechen und Soda wurden nach Anleitung eine Batterie gebaut, mit der Lampen zum Leuchten gebracht werden sollten und Motoren zum Drehen. Dabei stellte sich heraus, dass in einer Batterie nicht elektrische Energie gespeichert wird, sondern, dass die Energie in den Metallen steckt und in der Batterie erst zu elektrischer Energie umgewandelt wird, dass in Batterien Energie also in chemischer Form vorhanden ist.

Für die nächste Aufgabe, Autos zu bauen, wurden Federwerk-Motoren und Schwungrad-Motoren zur Verfügung gestellt. Hierbei erfuhren die Kinder wie eine mechanische Speicherung der Energie  möglich ist. Beim Schwungradmotor ist die Energie in der Bewegung gespeichert und beim Federwerk-Motor in der Kraft der gespannten Feder. Schnell kam auch die Frage auf, ob nicht auch diese Energie genutzt werden kann, um die Autos mit Licht zu versorgen. Dazu wurde ein Elektromotor über ein Gummiband z.B. vom Schwungradmotor angetrieben. Der Elektromotor wurde nun zum Generator und erzeugt Strom für die Lampen. Bei den nächsten Versuchen wurde beobachtet, dass die Fahrzeuge nun nicht mehr so weit fahren konnten wie ohne Licht; die mechanisch gespeicherte Energie wurde nun auf den Antrieb und die Lichterzeugung aufgeteilt.

Versuche zur Speicherung von Wärmeenergie setzten die Forschungsreise fort: wie kann aus der gespeicherten Wärme Strom erzeugt werden. Dazu haben wir ein besonderes Bauteil, ein Peltier-Element, auf der einen Seite erhitzt und auf der anderen gekühlt. War der Temperaturunterschied groß genug, konnte der Elektromotor betrieben werden. Beim Testen kam die Frage auf, ob das Peltier-Element auch wie der Generator umgekehrt betrieben werden kann. Also, was passiert, wenn wir Strom darauf geben? Wir stellten fest, dass eine Seite kalt und die andere warm wird. Dieses Prinzip wird in Kühlboxen genutzt.

Die Versuchsaufbauten und die Experimente eigneten sich sehr gut, um die zu Beginn gestellten Fragen zu beantworten. Die teilnehmenden Kinder erarbeiteten sich, wie Energiespeicher und Energiewandler funktionieren. Auch der Ansatz, kaum vorgefertigte Anleitungen, sondern individuelle Anregungen zu geben, erwies sich als sehr gut. Dadurch war es möglich, auch die doch sehr unterschiedlichen Vorbildungen und Fähigkeiten  der jungen Teilnehmer zusammenzubringen. Eifer, Forschungsdrang, Mut, etwas auszuprobieren, Fantasie und Tatkräftigkeit zeichnete diese Jungen und Mädchen aus. Mögen sie sich doch möglichst viel davon erhalten können, bis wir sie in ein paar Jahren als Studierende der Ingenieur und Naturwissenschaften wiedersehen.

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