Sensoren und Transistoren praxisnah - Fieberthermometer, Rauchmelder & Co.

Sensoren und Transistoren praxisnah

Gymnasium | Mittlere Schulformen

Naturwissenschaften & Technik

7. | 8. | 9. | 10. Klasse

9 Unterrichtsstunden

Beschreibung

Sensoren und Transistoren sind in allen elektronischen Geräten unseres Alltags in großer Zahl verbaut. Sie befinden sich oft kaum sichtbar an Geräteoberflächen oder unsichtbar im Inneren von Wetterstationen, Smartphones etc. und nehmen Veränderungen der Umwelt auf. Diese werden wie bei einem Thermometer unmittelbar auf einem Display dargestellt oder wie bei Helligkeitssensoren in Smartphones automatisch verarbeitet. In dieser Unterrichtseinheit werden die physikalischen und methodischen Grundlagen zu Sensoren und Transistoren vermittelt, mithilfe von Experimenten vertieft und ein Hinterfragen der Funktionsweise von technischen Alltagsgegenständen angeregt.
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Kompetenzen

Klassenstufe:7-10
Dauer:9 Unterrichtsstunden
Kompetenzen:Die Schüler 1. beschreiben die Funktionsweise von Sensoren; 2. identifizieren und unterscheiden verschiedene Arten von Sensoren; 3. beschreiben Aufbau und Funktionsweise von Transistoren; 4. zeichnen einfacher Schaltpläne; 5. planen einfache Versuche und erstellen Versuchsprotokolle.
Thematische Bereiche:Elektrotechnik, Sensoren und Transistoren, Funktion von elektronischen Alltagsgegenständen, digitales Thermometer, Rauchmelder

Inhaltsangabe

Ab = Arbeitsblatt, Fo = Folie, SV = Schülerversuch, TK = Tippkarte, LEK = Lernerfolgskontrolle

1./2. Stunde

Thema:Was sind Sensoren?
M 1 (Ab)Sensoren in der Natur / Erarbeitung der Sinnesorgane von Mensch und Tier und der Rezeptoren von Pflanzen als natürliche Beispiele von Sensoren
M 1a (Fo)Unsere Sinnesorgane – menschliche Sensoren / Folie mit Grafiken der menschlichen Sinnesorgane
Hausaufgabe:Beobachtung der Reaktion von Pflanzen auf Lichtverhältnisse
M 2 (Ab)Sensoren in der Technik / Internetrecherche zu Sensoren und deren Funktion in technischen Geräten
M 2a (Fo)Beispiele für Sensoren in der Technik / Folie mit einem Foto von Sensoren in der Technik
Hausaufgabe:Nach Möglichkeit ein (digitales) Fieberthermometer mitbringen.

3./4. Stunde

Thema:Digitale Thermometer
M 3 (Ab/SV)Das digitale Fieberthermometer / Recherche und praktische Untersuchung eines LCD- und Infrarotthermometers
Benötigt:Pro Gruppe für den Schülerversuch:
  • 1 LCD-Fieberthermometer
  • 1 Infrarotthermometer
  • ggf. Wasserbad, Heizplatte
M 3a (TK)Tippkarte 1: Erstellung eines Versuchsprotokolls / Hilfestellung zur Erstellung eines Versuchsprotokolls
M 3b (TK)Tippkarte 2: Berechnung des Mittelwertes / Hilfestellung zum Mittelwert
M 4 (Ab/SV)Temperatur messen mit einem temperaturabhängigen Widerstand / Schülerversuch in Gruppenarbeit
Benötigt:Pro Gruppe für den Schülerversuch:
  • 4,5-Volt-Blockbatterie
  • Schalter
  • Amperemeter oder Multimeter
  • NTC- und/oder PTC-Leiter
  • Glas
  • verschieden temperiertes Wasser
  • Stativmaterial
  • 4 Verbindungskabel
  • 4 Klemmen zum Aufstecken auf die Verbindungskabel
  • Thermometer (analog oder digital)

5./6. Stunde

Thema:Rauch- und Wärmemelder
M 5 (Ab)Rauchmelder / Erarbeitung von Rauchmeldern mit Abbildungen, einer Internetrecherche und einem Schülerversuch

7./8. Stunde

Thema:Transistoren und Transistorgrundschaltung
M 6 (Ab/SV)Transistoren – Was versteckt sich hinter diesen Bauteilen / Erarbeitung von Transistoren mit Abbildungen, einer Internetrecherche und einem Schülerversuch
Benötigt:Pro Gruppe für den Schülerversuch:
  • 4,5-Volt-Blockbatterie
  • Schalter
  • npn-Transistor z. B. BC 547
  • Widerstände 1 kΩ und 10 kΩ
  • LED
  • 7 Verbindungskabel
  • 2 Klemmen zum Aufstecken auf die Verbindungskabel

9. Stunde

Thema:Lernerfolgskontrolle
M 7 (LEK)Teste dich selbst! -Was weißt du über Sensoren, Transistoren und deren Anwendungsfelder? / Lernerfolgskontrolle

Minimalplan

Ihnen steht wenig Zeit zur Verfügung oder Ihnen fehlen die Materialien für die Versuche aus

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