Elektrizitätslehre

Mathematisch-naturwissenschaftliches Profil, Klasse 9

Die Schüler lernen, dass im elektrischen und magnetischen Feld Kräfte auf Probekörper ausgeübt werden. Sie erkennen, dass man wichtige Eigenschaften mit dem Feldlinienbild als Modell des jeweiligen Feldes darstellen kann. Dabei wird ihre Einsicht von der Nützlichkeit von Modellen gefestigt. Die Schüler wissen, dass die zeitliche Änderung des von der Spule umschlossenen Magnetfeldes notwendige Bedingung für die Induktion einer Spannung in der Spule ist. Sie kennen das Induktionsgesetz und können es zur Erklärung von Wechselstrom-enerator und Transformator anwenden. Mit dem Kennenlernen der Induktionsvorgänge erwerben die Schüler wichtige Voraussetzungen für das spätere Verständnis der Verknüpfung elektrischer und magnetischer Felder.
Die Schüler erkennen Gemeinsamkeiten der Leitungsvorgänge in unterschiedlichen Stoffen und können technische Anwendungen erklären. Sie festigen ihr experimentelles Können und gewinnen die Einsicht, dass die Erkenntnisse zur Induktion und zu den Leitungsvorgängen das Leben der Menschen wesentlich beeinflusst haben.

Inhalt

Hinweis

Links

Elektrische Ladung

Elektronen als Ladungsträger

Experimente

Ladungstrennung durch Berührung und Influenz

Ladungstrennung als Elektronenübergang,
Elektronenmangel, Elektronenüberschuss

 

Kräfte zwischen geladenen sowie zwischen
geladenen und ungeladenen Körpern

SE Kräfte zwischen elektrisch geladenen Körpern

 

Elektrisches Feld

    Kräfte auf Probekörper
    Feldlinien
    Feldlinien als Modell des Feldes,
    Feldformen
    Elektrische Spannung
    Z:
    Bewegte elektrische Ladung
    Strom, Stromstärke
    Z:

Zeichnen von Feldlinienbildern

Aussagen über Kräfte, ausgehend von Feldlinienbildern

Physik 7, Lernbereich Elektrizitätslehre, Stromstärke

Experimente
Demonstration

Kondensator

    Aufbau und Wirkungsweise

Kondensator als Speicher elektrischer Energie

Experimente
Demonstration

Z Kapazität eines Kondensators

Kapazität eines Plattenkondensators

 

Magnete

    Magnetisierung von Eisen
    Kräfte zwischen Magneten

Elementarmagneten

 

Magnetisches Feld

    Kräfte auf Probekörper
    Feldlinien
    Feldlinienbild als Modell des Feldes
    Feldformen
    Magnetfeld der Erde
    Magnetfeld stromdurchflossener Leiter
    Spule als Elektromagnet
    Gleichstrommotor (Prinzip)

Ausrichtung der Elementarmagnete

SE Kräfte im Magnetfeld auf Probekörper
Magnetisches Feld als Speicher von Energie
Zeichnen von Feldlinienbildern
Aussagen über Kräfte, ausgehend von Feldlinienbildern
SE Kräfte im Magnetfeld einer stromdurchflossenen Spule
Elektrokran, Relais, Klingel, Sicherungsautomat
Notwendigkeit des Umpolens, um eine
Drehbewegung zu erzeugen

Experimente

Kräfte auf bewegte Ladungsträger im Magnetfeld

Lorentzkraft (Richtungszusammenhang Feld - Strom - Kraft)

Experimente

Elektromagnetische Induktion

    Bedingungen
    Induktionsgesetz (Je-desto-Aussage)
    Lenz'sches Gesetz
    Würdigung M.Faraday

Darstellen des Zusammenhangs von Veränderungen des
Magnetfeldes und Verschiebung der Ladungsträger im
Leiter

Unterschiedliche experimentelle Anordnungen zur Induktion
SE Induktion

Experimente

Wirbelströme

Erwärmung, Abbremsen von Bewegungen

 

Wechselstromgenerator

    Aufbau und Wirkungsweise

Physikalisches Prinzip
Innenpolmaschine
Entwicklung der Energietechnik

Experimente

Tranformator

    Aufbau und Wirkungsweise
    Spannungsübersetzung

    Stromübersetzung

    SE Transformator

Verbindung von Berechnungen mit Experimenten

Klingeltransformator

Schweißtransformator

Fernleitung elektrischer Energie

Experimente

Selbstinduktion

    SE Spule im Gleich-
    und Wechselstromkreis

Vergleich von Gleich- und Wechselstromwiderstand

Experimente

Bedeutung der elektromagnetischen Induktion
für das Leben der Menschen

Entwicklung der Energietechnik
Vorzüge der elektrischen Energie
gegenüber anderen Energieformen

Experimente

Leitung in Metallen

    SE Widerstandsverhalten von Metallen
    und Halbleitern

Physik 7, Lernbereich Elektrizitätslehre,
Elektrische Leitungsvorgänge

Herausarbeiten gemeinsamer physikalischer Grundlagen,
ausgehend vom Modell der Elektronenleitung

 

Z Leitung in Flüssigkeiten, Elektrolyse

 

 

Leitung in Gasen

    Gasentladungslampen

Stoßionisation

 

Leitung im Vakuum

    Glühelektrischer und lichtelektrischer Effekt
    Braunsche Röhre

Oszillographenröhre
Fernsehbildröhre

 

Leitung in Halbleitern

Temperaturabhängigkeit

 

Diode

    Aufbau und Wirkungsweise
    Gleichrichten von Wechselspannung
    SE Diode

Gleichrichterschaltung

 

Transistor

    Wirkungsprinzip
    SE Transistor

IB-IC-Kennlinie eines Transistors
Transistor als Schalter und Verstärker
Einfache elektronische Schaltungen 

 

Bedeutung der Elektronik für das Leben
der Menschen

Projekt Elektrisches und elektronisches Regeln