7.1.1 Fehlvorstellungen zum elektrischen Stromkreis

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Es gibt eine lange Reihe möglicher Fehlvorstellungen, die Schülerinnen und Schüler zum elektrischen Stromkreis haben können. Einige von ihnen sind:

• Beim elektrischen Strom fließt in der Leitung etwas Stoffliches von der Quelle zum Gerät und wird dort verbraucht. Diese Vorstellung wird auch durch den recht beliebten Zugang über die Fahrradbeleuchtung genährt, da hier in der Regel tatsächlich nur ein Kabel verlegt ist; der Rückfluss erfolgt dann über den Rahmen.

• Vom elektrischen Strom wird durch das Gerät zumindest ein Teil verbraucht, in der Rückleitung fließt dann ein geringerer Strom.

• Das in einer Reihenschaltung „erste“ Gerät wird vom größten Strom durchflossen, das nächste von einem geringeren Strom und so weiter.

• „Einstoff-Verbrauchs-Modell“: Von der Quelle fließt etwas in beiden Leitungen zum Gerät und wird dort verbraucht.

• “Zweistoff-Verbrauchs-Modell“: In den beiden Leitungen fließt Verschiedenes zum Gerät, trifft sich dort und wird dort verbraucht.

Für jede dieser Fehlvorstellungen lassen sich einfache Experimente planen, um sie zu widerlegen. Es wird in der Regel nicht sinnvoll sein, proaktiv gegen alle denkbaren Fehlvorstellungen vorzugehen. Es ist aber wichtig, sich ihrer bewusst zu sein, um sie in Schüleraussagen zu erkennen und an ihnen arbeiten zu können.
Auch hinsichtlich der Art der Bewegung der Elektronen z. B. in einem metallischen Leiter findet man vorwiegend die falsche Vorstellung, dass die Elektronen beim Schließen des Stromkreises an der Spannungsquelle "loszulaufen" beginnen und beispielsweise eine Lampe erst erreichen müssen, ehe diese leuchten kann. Da man keine Verzögerung wahrnehmen kann, sollten diese Elektronen also vermeintlich sehr schnell sein.
Die Vorstellung, dass die Rolle der Spannungsquelle vielmehr darin besteht, die freien Elektronen, die im Leiter vorhanden sind, ähnlich wie eine Fahrradkette durch den Leiter zu "schieben" und dies der Grund dafür ist, dass elektrische Geräte trotz geringer Driftgeschwindigkeiten der Elektronen von typischerweise weniger als 1 mm/s quasi verzögerungsfrei auf das Schließen des Stromkreises reagieren, muss im Unterricht angelegt werden.

 

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