Themenfeld 5 -Verteilung elektrischer Energie
Im Alltag wird Elektrizität hauptsächlich als Energielieferant und als Mittel zum Informationstransport genutzt. Sowohl elektrische Leitungsvorgänge als auch elektrische Energieumsätze werden alltagssprachlich gleichartig mit dem Begriff „Strom“ belegt. Stromkreise werden in diesem Themenfeld unter dem Aspekt der Energieverteilung analysiert. Die deutliche Unterscheidung zwischen Energieströmen und Elektronenströmen ist dabei wesentlich für ein vertiefendes Verständnis elektrischer Stromkreise. Wegen der geforderten quantitativen Auswertung von Messungen ist eine enge Abstimmung mit dem Fach Mathematik notwendig. Die Beschäftigung mit Elektrizität fordert ein hohes Maß an Abstraktionsfähigkeit, weil die Unterrichtsgegenstände nur indirekt über die Anzeige von Messgeräten erschlossen werden können. Den in diesem Zusammenhang verwendeten Modellen kommt deshalb eine besondere Bedeutung zu.
| Inhaltsbezogene Kompetenzen |
| Die Schülerinnen und Schüler … |
| beschreiben elektrische Stromkreise in verschiedenen Alltagssituationen anhand ihrer Energie übertragenden Funktion. |
| nennen Anziehung bzw. Abstoßung als Wirkung von Kräften zwischen geladenen Körpern. |
| deuten die Vorgänge im Stromkreis mithilfe der Vorstellung von bewegten Elektronen in Metallen. |
| beschreiben die elektrische Stromstärke I als Maß für die pro Sekunde durch einen Leiterquerschnitt fließende Ladungsmenge. |
| kennzeichnen die elektrische Spannung U als Maß für die je Elektronübertragbare Energie. |
| verwenden die Größenbezeichnung U und deren Einheit V und geben alltägliche Größenordnungen an. |
| beschreiben die Energiestromstärke P (Leistung) als Maß für die in einem Stromkreis pro Sekunde übertragene Energie. |
| unterscheiden die Spannung der Quelle von der Spannung an einzelnen Bauteilen (z. B. Lampen) in Reihenschaltungen. |
| beschreiben den Widerstand als Eigenschaft eines elektrischen Bau-teils. |
| verwenden für den Widerstand die Größenbezeichnung R und dessen Einheit . |
| beschreiben das Ohmsche Gesetz. |
Prozessbezogene Kompetenzen
Die Schülerinnen und Schüler …
igen anhand von Beispielen die Bedeutung elektrischer Energieübertragung für die Lebenswelt auf. (EG)
verwenden in diesem Zusammenhang geeignete Modellvorstellungen. (EG)
analysieren in einfachen vorgelegten Stromkreisen den Elektronenstrom und den Energiestrom. (EG)
ordnen in diesem Zusammenhang die Gefährlichkeit elektrischer Quellen ein. (EG, B)
messen die elektrische Stromstärke und die Spannung mit Vielfachmessgeräten. (EG)
berechnen die Energiestromstärke. (EG)
werten Messungen der elektrischen Stromstärke für Geräte verschiedener Energiestromstärken bei konstanter Spannung aus. (EG)
erläutern diesen Unterschied mithilfe des Begriffspaares „übertragbare/übertragene“ Energie. (B)
vergleichen den Energieumsatz von Haushaltsgeräten. (EG)
führen Experimente zur Beeinflussung elektrischer Stromstärken mit Widerständen in Reihenschaltungen durch. (EG)
werten die gewonnenen Daten mithilfe ihrer Kenntnisse über proporti-onale Zusammenhänge aus. (EG)
berechnen den Widerstand R als Quotient aus Spannung U und Stromstärke I. (EG)
wenden das Ohmsche Gesetz für einfache Berechnungen an. (EG)