Auf den Strom(er) gekommen - So funktioniert der Motor im Elektroauto

Auf den Strom(er) gekommen

Gymnasium

Physik

9. | 10. Klasse

5 - 10 Unterrichtsstunden

23.11.2021

digitaler Beitrag

Beschreibung

Ohne den Einsatz von Elektromotoren und Generatoren ist eine Einhaltung der Klimaziele nicht erreichbar. Das physikalische Prinzip hinter der hierfür genutzten Technik ist dabei recht simpel und einfach verständlich. Warum also nicht mal unter die Motorhaube des E-Autos schauen und verstehen, wie es funktioniert? Ohne den Einsatz von Elektromotoren und Generatoren ist eine Einhaltung der Klimaziele nicht erreichbar. Das physikalische Prinzip hinter der hierfür genutzten Technik ist dabei recht simpel und einfach verständlich. Warum also nicht mal unter die Motorhaube des E-Autos schauen und verstehen, wie es funktioniert?
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Kompetenzen

Klassenstufe:9/10
Dauer:10 Unterrichtsstunden (Minimalplan 5)
Kompetenzen:Sachtexte sinnentnehmend lesen, Überprüfung und Untersuchung physikalischer Aussagen in Theorie und Experiment, Beschreibung von Aufbau und Funktion eines Elektromotors und Generators, Erklärung der magnetischen Wirkung des elektrischen Stroms bzw. der elektromagnetischen Induktion.
Thematische Bereiche:Elektromagnetismus, Dynamo, Generator, elektromagnetische Induktion, Energie, Elektrofahrzeuge
Medien:Texte, Bilder, Experimente, digitale Medien, Mediathek

Inhaltsangabe

1. Stunde

Thema:Segen und Fluch der Elektromobilität
M 1 (Ab)Segen und Fluch der Elektromobilität

2.–4. Stunde

Thema:Der Elektromotor
M 2 (Ab, Tx)Lernzirkel „Elektromotor“ – Laufzettel
M 3 (LEK)Station A – Teste dein Vorwissen
M 4 (Ab)Station B – Bauteile und Einsatzmöglichkeiten
M 5 (Sv)Station C – Ein einfacher Elektromotor
Benötigt:
  • Lackierter Kupferdraht (Durchmesser ca. 1 mm)
  • Batteriehalterung für 4 AA-Batterien
  • Holzbrett 10 x 15 cm
  • 2 Sicherheitsnadeln
  • Starker Magnet
  • Schleifpapier
  • Spitzzange
M 6 (Ab)Oersted und Faraday

5.–7. Stunde

Thema:Induktion
M 7 (Ab, Tx)Lernzirkel „Induktion“ – Laufzettel
M 8 (Sv)Station A – Versuche zur Erzeugung von elektromagnetischer Induktion
Benötigt:
  • Stabmagnet
  • Spule
  • Spannungsmessgerät mit Zeigermittelpunktslage, Multimeter oder digitale Messwerterfassung
  • Stativmaterial
  • Band
  • Kabel
M 9 (Sv)Station B – Versuche zur Vergrößerung der elektromagnetischen Induktion
Benötigt:
  • Stabmagnet und Hufeisenmagnet
  • Verschiedene Spulen (z. B. 300, 600 und 1200 Windungen)
  • Spannungsmessgerät mit Zeigermittelpunktslage, Multimeter oder digitale Messwerterfassung
  • Stativmaterial
  • Band
  • Kabel

8. Stunde

Thema:Wechselspannung und Wechselstrom
M 10 (Sv)Wechselspannung und Wechselstrom
Benötigt:
  • Stativmaterial
  • Spule (mind. 600 Windungen)
  • Eisenkern für Spule
  • Hufeisenmagnet
  • Oszilloskop oder digitale Messwerterfassung
  • Kabel
  • Band

9. Stunde

Thema:Der Generator
M 11 (Ab, Tx)Der Generator
M 12 (Ab)Diskussionsrunde – Allgemeines zum Elektromotor

10. Stunde

Thema:Abschlusstest
M 13 (LEK)Checkliste und Abschlusstest

Minimalplan

Ihnen steht nur wenig Zeit zur Verfügung? Dann lässt sich die Unterrichtseinheit auf 5 Stunden kürzen. Die Schülerexperimente können in diesem Fall in Form von Schülerdemo- oder Lehrerexperimenten durchgeführt werden. In der Mediathek befinden sich zudem geeignete Videos als Ersatz für die Versuche. Außerdem kann auf den Test zum Vorwissen (

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