30.08.2012 | Energie

Die Energieeffizienz verschiedener Leuchtmittel

Lichterkette in Betrieb.
Sekundarstufe

Mithilfe eines selbstgebauten Stromkreises testen die Schülerinnen und Schüler die Wärmeentwicklung verschiedener Leuchtmittel, darunter eine klassische Glühbirne, eine Energiesparlampe und eine Leuchtdiode (LED). Sie messen in Gruppen die Temperatur, vergleichen ihre Ergebnisse und diskutieren anschließend gemeinsam, welche Lampe im Hinblick auf Energieverbrauch und Umweltschutz am sinnvollsten ist.

Lernziele

Die Schüler/-innen...

  • lernen die elektrische Größe "Leistung" kennen,
  • vergleichen Leistungsangaben auf elektrischen Geräten am Beispiel von Lampen,
  • lernen, dass Strom Geld kostet,
  • lernen Möglichkeiten des Sparens elektrischer Energie kennen.

Umsetzung

Zum Einstieg zeigt die Lehrkraft typische Haushaltslampen: eine klassische "Glühbirne" und eine Kompaktleuchtstofflampe (umgangssprachlich: "Energiesparlampe"), falls verfügbar auch eine LED-Lampe (im Handel zurzeit etwas teurer). Sie fragt die Klasse: Wer weiß, was es damit auf sich hat? Gegebenenfalls weist sie auf das "Glühlampenverbot" hin sowie auf dessen Begründung: die geringe Effizienz der herkömmlichen Glühlampen bei der Umwandlung von elektrischer Energie in Licht.

Die Klasse führt in Gruppen ein Experiment durch: Aufbau eines Stromkreises mit einer Lampe als Verbraucher. Die Gruppen erhalten verschiedene Leuchtmittel: Glühlampe und LED. (Für die im Versuch verwendete niedrige Spannung und den Sockel E10 sind keine Kompaktleuchtstofflampen/"Energiesparlampen" verfügbar.) Der Aufbau des Versuchs und die Arbeitsanweisungen für die Schüler/-innen können je nach Vorkenntnissen oder Anknüpfungsmöglichkeiten an andere Unterrichtsinhalte variiert und erweitert werden; Hinweise dazu enthält die Handreichung für Lehrkräfte. Dort findet sich zudem ein Schaltplan.

Bei der einfachsten Versuchsanordnung bauen die Gruppen die Schaltung mithilfe des Schaltplans auf. Sie lassen die Lampen über einen Zeitraum von je zwei Minuten leuchten und messen dann die Temperatur an den Lampen. Dafür wird ein Messgerät mit Messfühler verwendet. Die Messwerte werden in Tabellen notiert und anschließend in der Klasse verglichen.

In unteren Klassenstufen bietet es sich an, den Versuch mit der Einführung elektrischer Grundgrößen wie der Leistung bzw. der Arbeit mit Messgeräten (z.B. Ampèremeter) zu verbinden.Abschließend diskutiert die Klasse: Welche Lampe ist aus Sicht des Energieverbrauchs und der Energieffizienz sinnvoller? Was hat das mit der Umwelt zu tun? Welche Faktoren können beim Einsatz von Lampen noch eine Rolle spielen? Gegebenenfalls verweist die Lehrkraft auf die Kosten für Herstellung/Kauf, die Lebensdauer, die Art des Lichtes oder das in Kompaktleuchtstofflampen (Energiesparlampen) verwendete giftige Quecksilber.

Erweiterung

  • Das Thema bietet sich an um, den Begriff der Ökobilanz einzuführen. Die Diskussion über die Glühlampe kann um die Faktoren Lebensdauer und Herstellungsaufwand erweitert werden; zudem kann an dieser Stelle die Quecksilber-Problematik thematisiert werden.
  • Idealerweise sollte der Zusammenhang zwischen Energieverbrauch und Umweltfolgen bekannt sein. Der Bildungsservice des BMU bietet umfangreiche Materialien zu den Themen "Umweltfreundlich Energie erzeugen" sowie "Klimaschutz und Klimapolitik".
  • Das Thema Energiesparen kann auf andere Bereiche des Verbrauchs erweitert werden. Anregungen bietet das Thema der Woche Handy, Computer und Co – zum Wegwerfen gebaut?

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Informationen und Materialien

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Zielgruppe

Fächer