Elektrik

Inhalt: Viele maschinelle Abläufe sind so vielschichtig, dass sie einer wohlüberlegten Regelung bedürfen, soll ein sicheres Arbeiten der oft sehr teueren Maschinen, Fahrzeuge usw. gewähr­leistet sein. In diesem Beitrag arbeiten wir die Unterschiede zwischen »Steuern« und »Regeln« und dazugehörige Fachbegriffe heraus. Der Stoff wird an praktischen Beispielen vertieft. Mit Zeichnungsvorschlägen für Arbeitsblätter.

Wikilogie: Der Lehrer gibt die Beschreibung oder Skizze eines Geräts einer Maschine, eines Begriffs o. Ä. vor, ohne dessen Namen zu nennen. Dazu wird ein Arbeitsblatt mit Fragen und Anregungen ausgegeben. Die Schüler versuchen mit Hilfe von WIKIPEDIA, herauszufinden, worum es sich handelt und beantworten die Fragen.

Mit der Energiewende verändert sich nicht nur die Art der Energieerzeugung; auch der geographische Standort der Energieerzeuger wird bedeutsam. Verbunden mit einem leistungsfähigen Übertragungsnetz ist der Begriff »Blindleistung«. Was versteht man darunter?

Mobile oder auch stationäre Stromaggregate werden eingesetzt, wenn das öffentliche Stromnetz für Verbraucher nicht zugänglich ist, oder wenn ein Ausfall des öffentlichen Stromnetzes zu Versorgungsproblemen führen würde.

Die Abschaltung von Hochspannungsleitungen im norddeutschen Emsland führte 2006 zu einem Ausfall von Stromlieferungen in Spanien. Was haben norddeutsche Stromleitungen mit dem spanischen Strometz zu tun?

Für viele Kraftwerke ist es technisch schwierig, sie schnell an eine sich verändernde Energienachfrage anzupassen. Wirtschaftlicher ist es, sie mit gleichbleibender Leistung (Last) zu betreiben und so genannte Spitzenlasten von speziellen Kraftwerken abdecken zu lassen. Diese müssen in der Lage sein, innerhalb von Minuten hohe Leistungen zur Verfügung zu stellen. Dies ist ein Fall für Pumpspeicherkraftwerke.

Um mit einer Windenergieanlage Strom zu gewinnen, wird die Windenergie von den Rotorblättern in eine Drehbewegung umgewandelt. Windenergieanlagen bestehen aus vier Hauptkomponenten: Fundament, Turm, Gondel und Rotor.

Eine noch relativ junge Entwicklung ist der Vorderrad-Nabendynamo. Er arbeitet - wie die meisten Seitendynamos - mit einem Klauenpolgenerator. Permanentmagnete erzeugen durch die Drehung des Laufrades ein rotierendes Magnetfeld, das in der feststehenden Statorwicklung eine elektrische Wechselspannung induziert. Mit Aufgaben.

Die Spannungserzeugung durch Induktion geschieht durch Bewegung eines Leiters in einem Magnetfeld. Dieses Prinzip wird beispielsweise in einem Generator angewendet: Durch das Drehen des Rotors in einem Magnetfeld entsteht eine Wechselspannung.

Wenn durch einen Leiter ein Strom fließt, bildet sich um ihn herum ein kreisförmiges Magnetfeld. Auf diese Weise lassen sich Elektromagnete erzeugen, die man beliebig ein- und abschalten kann.

Bei häufiger Beschäftigung mit der Elektrotechnik ist es unvermeidlich: Immer wieder stößt man auf das Thema Magnetismus. In einer Versuchsreihe wollen wir zeigen, wie man den Schülern die wichtigsten Wirkungen des Magnetismus anschaulich nahe bringt. Nur vereinzelt reichen für diese Versuche einfache Lehrmittel aus.

Der Beitrag »Elektrische Leistung (1)« beinhaltet so viel Stoff, dass man sich ihm am besten mit Beispielrechnungen nähert.

Bei Elektromotoren wird die lieferbare mechanische Leistung angegeben, bei Staubsaugern und anderen Hausgeräten dagegen die aufgenommene elektrische Leistung. Bei Kfz-Generatoren und Fahrraddynamos interessiert eher die abgegebene elektrische Leistung. Berechnungen helfen, die elektrische Leistung besser zu verstehen.

Die Übung »Spannungsmessung an einer Beleuchtungsanlage« muss jeden Schüler, wenn er sie verstanden hat, mit Stolz erfüllen. Dabei ist sie nur halb so schwierig, wie man vermuten würde.

Elektrotechniker schätzen den Stromlaufplan in aufgelöster Darstellung als übersichtliches Hilfsmittel. Wir prüfen an einem praktischen Beispiel aus der Kfz-Elektrik, wo in verschiedenen Schaltsituationen Spannungen anliegen.