Schaltungslabor – Elektrotechnik interaktiv entdecken

Stromkreise aufbauen, elektronische Bauteile ausprobieren und Messungen durchführen, direkt im Browser!

Mit dem interaktiven Schaltungslabor können Schülerinnen und Schüler elektrische und elektronische Schaltungen eigenständig aufbauen, verändern und simulieren. Die digitale Arbeitsfläche funktioniert wie eine virtuelle Elektronikwerkstatt. Bauteile werden platziert, mit Leitungen verbunden und ihre Eigenschaften angepasst.

Die Simulation zeigt, wie sich Veränderungen an einer Schaltung auf Stromstärke, Spannung und das Verhalten einzelner Bauteile auswirken.

Was bietet das Schaltungslabor?

• Eigene Schaltungen erstellen: Bauteile auf einer frei gestaltbaren Arbeitsfläche anordnen und miteinander verbinden.

• Verschiedene Bauteile: Batterien, Widerstände, Potentiometer, Schalter, Taster, Glühlampen, LEDs, Dioden, Transistoren (NPN/PNP), Elektrolytkondensatoren und Sensoren (LDR, NTC, PTC).

• Digitales Multimeter: Spannung, Stromstärke und Widerstand messen und die richtige Verwendung des Messgeräts üben.

• Live-Simulation: Schaltungen verändern und ihre Auswirkungen direkt beobachten.

• Zwei Darstellungsarten: Zwischen einer realitätsnahen Bauteilansicht und einer Darstellung mit Schaltzeichen wechseln.

• Messwerte auswerten: Zeitverläufe beobachten und Messwerte in einer Tabelle erfassen und kopieren.

• Fehler erkennen: Hinweise bei Kurzschlüssen, überlasteten Bauteilen, falscher Polung oder fehlerhafter Verwendung des Multimeters.

• Schaltungen speichern: Eigene Schaltungen im Browser sichern und als JSON-Daten weitergeben.

12 vorbereitete Beispielschaltungen

Für einen schnellen Einstieg stehen verschiedene Schaltungen zur Verfügung, darunter:

• Einfacher Stromkreis mit Messung

• Reihen- und Parallelschaltung

• Ohmsches Gesetz mit U-I-Messreihe

• LED mit Vorwiderstand

• Diode in Durchlass- und Sperrrichtung

• Elektrolytkondensator laden und entladen

• Dämmerungsschalter mit LDR und Transistor

• Temperaturwächter mit NTC und Transistor

• Spannungsteiler mit Potentiometer

Die Beispiele können geladen, untersucht und anschließend verändert werden.

Einsatz im Unterricht

Das Schaltungslabor eignet sich besonders für das Fach Technik sowie für Unterrichtseinheiten zur Elektrizitätslehre und Elektronik in den Klassen 7 bis 10.

Mögliche Einsatzbereiche sind die Einführung in elektrische Schaltungen, das Erarbeiten grundlegender Zusammenhänge, die Vorbereitung praktischer Schaltungsaufbauten und die Wiederholung von Unterrichtsinhalten.

Schülerinnen und Schüler können Vermutungen überprüfen, Messwerte vergleichen und Schaltungsfehler untersuchen, ohne dafür einen vollständigen realen Versuchsaufbau zu benötigen.

Technische Hinweise

Das Material besteht aus einer HTML-Datei, die in einem aktuellen Webbrowser geöffnet werden kann. Es ist keine Installation oder Registrierung erforderlich.

Die eigentliche Schaltungssimulation wird lokal ausgeführt. Für das Nachladen der verwendeten Web-Schriftarten kann eine Internetverbindung erforderlich sein.

Hinweis: Das Schaltungslabor arbeitet mit vereinfachten mathematischen Bauteilmodellen. Es ist als digitales Lern- und Experimentierwerkzeug gedacht und ersetzt weder reale Messungen noch professionelle Elektronik-Simulationssoftware.

Transparenz zur Erstellung

Das Schaltungslabor wurde nach eigenen Vorgaben und mit Unterstützung der KI-Anwendung Claude von Anthropic programmiert. Konzeption und Zielsetzung richten sich auf den Einsatz im schulischen Technikunterricht.