Themenfeld 1 – Ausgewählte Energiewandler
Die Schülerinnen und Schüler erwerben in diesem Themenfeld wichtige Kompetenzen im Umgang mit Energiewandlern, die stellvertretend für die wachsende Bedeutung nachhaltiger Energietechniken stehen. Erneut stehen dabei Energieflüsse im Mittelpunkt der Betrachtung. Dabei wird in diesem Zusammenhang der Begriff des Wirkungsgrades eingeführt. Begleitend wird ein grundlegendes Verständnis der Funktionsweise von für den Alltag bedeutsamen technischen Geräten vermittelt. Der Fokus liegt in dieser Einheit mehr im Wechselspiel zwischen Experiment und Theoriebildung und weniger auf den Mathematisierungen der physikalischen Inhalte.
Aufgrund der Bedeutung des Themenfeldes für technische Ausbildungsberufe ist der Unterschied zwischen G- und E-Kursen marginal.
Inhaltsbezogene Kompetenzen
Schuljahrgänge 9/10 – grundlegende und erhöhte Anforderungsebene
Die Schülerinnen und Schüler …
beschreiben die magnetische Wirkung des elektrischen Stromes.
nennen Beispiele für Elektromagnete im Alltag und beschreiben die Wirkungsweise eines Elektromagneten.
erklären die Funktionsweise des Elektromotors.
beschreiben Generator und Transformator anhand ihrer energiewan-delnden bzw. übertragenden Funktion.
beschreiben die Wandlung von Spannung und Stromstärke als weitere Eigenschaften des Transformators.
beschreiben das Energieversorgungssystem mit elektrischer Energiehinsichtlich Energiestrom und Wirkungsgrad.
nennen alltagsbedeutsame Unterschiede von Gleich- und Wechsel-strom.
beschreiben die gleichrichtende Wirkung einer Diode.
beschreiben das unterschiedliche Leitungsverhalten von Leitern und Halbleitern.
beschreiben die Vorgänge am pn-Übergang mithilfe geeigneter energetischer Betrachtungen.
beschreiben den Aufbau und die Wirkungsweise von Leuchtdiode und Solarzelle.
erläutern die Vorgänge in Leuchtdioden und Solarzellen energetisch.
Prozessbezogene Kompetenzen
Schuljahrgänge 9/10 – grundlegende und erhöhte Anforderungsebene
Die Schülerinnen und Schüler …
führen in diesem Zusammenhang Experimente mit stromdurchflosse-nen Spulen durch. (EG)
zeichnen in diesem Zusammenhang Energieflussdiagramme. (EG)
führen Experimente zur Energieübertragung mit auf Induktion basie-renden Verfahren durch. (EG)
wenden das Prinzip der Energieerhaltung auf die Energieüber-tragung mit Transformatoren an. (EG)
beschreiben die Vorteile der Nutzung elektrischer Energie und die damit verbundenen ökologischen Auswirkungen. (EG)
beurteilen die Verwendung von Transformatoren unter Sicherheitsas-pekten unter Einbeziehung der Spannung. (B)
beurteilen die Auswirkungen der Entdeckungen des Elektromagnetis-mus und der Induktion in historischen und gesellschaftlichen Zusam-menhängen. (B)
führen Experimente mit Leuchtdioden und Glühlampen in Gleich- und Wechselstromkreisen durch. (EG)
führen Experimente zur Leitfähigkeit von LDR und NTC durch. (EG)
nehmen die Kennlinie einer Leuchtdiode auf. (EG)
dokumentieren die Messergebnisse in Form geeigneter Tabellen und Diagramme. (K)
erläutern die Vor- und Nachteile der Energieversorgung mithilfe von Solarzellen. (EG, K)