Welt 3 · Elektronik-Labor

Strom, Schalter, Chip – Strom, Transistor, Logikschaltungen, Chipherstellung, Akku und Sensoren.

8 Lektionen
Prüfung: 10 Fragen, bestanden ab 8
6 Feldforscher-Aufgaben

Willkommen im Elektronik-Labor! Du baust Stromkreise, lernst den Transistor kennen und schaltest Lämpchen mit UND und ODER. Dann reist du vom Sand bis zum Chip. Regel Nummer 1: Wir forschen nur mit Batterien.

Selber machen

Dein eigener Stromkreis

Mit einer Batterie, Kabeln und einem Lämpchen baust du zusammen mit Mama oder Papa einen echten Stromkreis. Nie an der Steckdose!

Die Lektionen

Jede Lektion hat fünf Schritte: Entdecken, Spielen, Mission, Test und Anhören.

Lektion 1
Strom und Stromkreis
Stromkreis, Leiter und Nichtleiter, und warum man nie mit der Steckdose experimentiert.
Darin lernt man (7 Unterthemen)
- Regel 1: Nur mit Batterien
- Plus und Minus
- Der Stromkreis
- Der Schalter
- Leiter und Nichtleiter
- Das Obst-Klavier
- Wasser und Strom
Wichtige Wörter: Stromkreis, Schalter, Leiter, Nichtleiter, Volt
Merke«Strom fliesst nur in einem geschlossenen Kreis. Metall leitet, Plastik, Holz und Gummi nicht. Wir forschen nur mit Batterien, nie an der Steckdose.»
Lektion 2
Der Transistor: ein Schalter ohne Hand
Der Transistor als elektrischer Schalter für 0 und 1.
Darin lernt man (7 Unterthemen)
- Ein Schalter braucht eine Hand
- Der Transistor
- Wie ein Wasserhahn
- An heisst 1, aus heisst 0
- Blitzschnell
- Winzig klein
- In jedem Chip
Wichtige Wörter: Transistor, Chip, Bit
Merke«Ein Transistor ist ein Schalter ohne Hand: Ein kleiner Strom schaltet einen grossen Strom. An ist 1, aus ist 0. Jeder Chip besteht aus Milliarden davon.»
Lektion 3
UND und ODER mit Lämpchen
UND- und ODER-Schaltungen mit Lämpchen verstehen.
Darin lernt man (6 Unterthemen)
- Zwei Schalter, ein Lämpchen
- Die UND-Schaltung
- UND im Alltag
- Die ODER-Schaltung
- ODER im Alltag
- So entscheidet ein Computer
Wichtige Wörter: UND-Schaltung, ODER-Schaltung, Logik
Merke«Bei UND müssen beide Schalter an sein, dann leuchtet das Lämpchen. Bei ODER reicht einer. Aus solchen Schaltungen trifft ein Computer seine Entscheidungen.»
Lektion 4
Vom Sand zum Chip
Wie aus Sand ein Chip wird: Silizium, Wafer, Reinraum.
Darin lernt man (7 Unterthemen)
- Alles beginnt mit Sand
- Der glänzende Stab
- Hauchdünne Scheiben
- Im Reinraum
- Mit Licht gezeichnet
- Chips aus aller Welt
- Milliarden auf dem Fingernagel
Wichtige Wörter: Silizium, Wafer, Reinraum, Chip
Merke«Aus Sand wird reines Silizium, daraus ein Kristall-Stab, dann dünne Wafer. Im Reinraum zeichnet Licht die Transistoren darauf. Zersägt und geprüft wird daraus der Chip.»
Lektion 5
Akku und Laden
Akkus sicher laden: richtiges Ladegerät, kaputte Kabel melden, nie im Bett laden.
Darin lernt man (7 Unterthemen)
- Der Akku
- Das richtige Ladegerät
- Ein Stecker für fast alles
- Die Powerbank
- Akkus mögen es kühl
- Wenn ein Akku komisch ist
- Grosse Akkus
Wichtige Wörter: Akku, Ladegerät, USB-C, Powerbank
Merke«Ein Akku ist eine Batterie zum Wiederaufladen. Lade mit dem passenden Ladegerät, nie im Bett, und hol bei einem aufgeblähten oder rauchenden Akku sofort einen Erwachsenen.»
Lektion 6
Sensoren: Licht, Wärme, Bewegung
Sensoren für Licht, Wärme und Bewegung im Alltag und im Handy.
Darin lernt man (6 Unterthemen)
- Geräte fühlen die Welt
- Der Lichtsensor
- Der Wärmesensor
- Der Bewegungsmelder
- Bewegung im Handy
- Sensor, Chip, Motor
Wichtige Wörter: Sensor, Lichtsensor, Wärmesensor, Bewegungsmelder
Merke«Sensoren sind die Sinne der Geräte. Sie messen Licht, Wärme oder Bewegung und machen daraus Zahlen. Der Chip entscheidet dann, was passiert.»
Lektion 7 · Zeitmaschine
Zeitmaschine: Von der Röhre zum Chip
Von der Röhre über den Transistor zum Mikrochip.
Darin lernt man (6 Unterthemen)
- Bipo steigt in die Zeitmaschine
- Früher: Ein Rechner so gross wie ein Zimmer
- Früher: Der erste Transistor
- Früher: Der erste Chip
- Früher: Ein ganzer Prozessor auf einem Chip
- Heute: Milliarden im Handy
Wichtige Wörter: Röhre, ENIAC, Mikroprozessor
Merke«Zuerst rechneten Computer mit heissen Röhren und füllten Säle. 1947 kam der Transistor, 1958 der erste Chip, 1971 der erste Prozessor auf einem Chip. Heute tragen Chips Milliarden Transistoren.»
Bonus-Lektion
Bonus: Rechnen mit Lämpchen
Binär addieren und wie ein Addierer aus Schaltungen rechnet.
Darin lernt man (5 Unterthemen)
- Eins und eins gibt zehn?
- Zählen mit Lämpchen
- Der Übertrag
- Der Addierer
- Viele Addierer in einer Reihe
Wichtige Wörter: Addierer, Übertrag, Binärzahl
Merke«Ein Computer rechnet mit 0 und 1: 1 + 1 = 10. Die Eins wandert als Übertrag weiter. Addierer aus UND- und ODER-Schaltungen machen das blitzschnell.»