E –Learning Aufgabe: Unterrichtssequenz
Werbung
E –Learning Aufgabe: Unterrichtssequenz 1. Erstellen Sie eine Unterrichtsvorbereitung zum Theoriegegenstand „Grundlagen der Elektrotechnik“. Behandeln Sie dabei das Thema „Wechselstromleistungen“, unter Zugrundelegung der Erfordernisse des „Landeslehrplanes für Berufsschulen im Amtsbereich des Landesschulrates für Oberösterreich – Fachbereich MECHATRONIK“. 2. Berücksichtigen Sie dabei auch die angewandten Unterrichtsformen und verwendeten Unterrichtsmittel beim Ablauf der Unterrichtseinheit. 3. Posten Sie die Arbeitsergebnisse bis spätestens 10. Februar 2006. 4. Weblinks zu diesem Thema http://www.stiny-leonhard.de/links.htm 1 2 UNTERRICHTSVORBEREITUNG Lehrauftritt bei: SR. Dipl. Päd. Ing. Habli Klasse: 2: m MEC Studierender: Wolfgang Ebner Unterrichtswoche: 4Uw Lehrberuf: MECHATRONIKER Unterrichtseinheit: 1UE Unterrichtsgegenstand: Grundlagen der Elektrotechnik Unterrichtsthema: Wechselstromleistung Unterrichtsziele (kognitiv): Wirkleistung, Blindleistung u. Scheinleistung Die Schüler sollen: die 3 Formeln für die Wirkleistung nennen ... die 3 Formeln für die Blindleistung nennen ... den Unterschied zwischen Wirkleistung und Blindleistung erklären ... Feinziele: das Leistungsdreieck zeichnen ... die Formeln zum Leistungsdreieck sagen ... .......können Unterrichtsphasen: (nach Seel) Einleitung und Vorstellung 1. 2. 3. 4. Problembegegnung Problemlösung Problemdurchführung Wiederholung Schaltung zur Berechnung der ohmschen Wechselstromgröße zeichnen (Zeichnung, OH Folie, Formeln u. Merkmale) Erarbeitung der induktiven Blindleistung (Zeichnung, OH – Folie, Formeln u. Merkmale) Erarbeiten der Scheinleistung Zeichnung der realen Spule, des Zeigerdiagramms, des Leistungsdreiecks u. Formeln über die Leistung Beispiel 5 min 10 min 15 min 15 min Verbl. Zeit Unterrichtsformen: Erarbeitend, Darbietend, Frageunterricht Unterrichtsmittel : Tafel, Overheadprojektor, Lehrbuch, FR-Buch 3 DIE ELEKTRISCHE WIRKLEISTUNG a.) Wirkleistung A Energiefluss G V W Ä R M E I U - Wirkleistung P=U*I P = U² / R P = I² * R - elektrische Energie wird z. B. in Wärme umgewandelt - Strom und Spannung sind nicht Phasenverschoben - Energierichtung geht vom Erzeuger zum Verbraucher b.) Induktive Blindleistung A Energiefluss Feldaufbau G V Energiefluss Feldabbau F e l d UL I Daraus folgt: QL = UL * I QL = XL * I² QL = UL2 / R QL…Blindleistung UL…Blindspannung XL…Blindwiderstand (var) r = reaktiv = rückwirkend (V) () - Strom eilt der Spannung nach - Energie wird zum Aufbau des Magnetfeldes benötigt - durch die Selbstinduktionsspannung wird die Spule zur Energiequelle - somit pendelt die Energie zwischen Erzeuger und Verb. hin u. her 4 c.) Scheinleistung Reale Spule WÄRME = P Mag. Feld = QL I UR UL U U UR UL I Leistungsdreieck Berechnung S=U*I P = UR * I Q = UL * I S = P / cos S = QL / sin Legende: S = Scheinleistung (VA) P = Wirkleistung (W)att Q = Blindleistung (var) = Phasenverschiebungswinkel ( ) cos = Wirkleistungsfaktor ( ) sin = Blindleistungsfaktor ( ) Bsp.: Fachrechenbuch Elektro Seite 105/7 a.) und b.) P = 69 W = 62° S = P / cos = 69 W / cos 62° = 147 VA QL = S * sin = 147 VA * sin 62° = 147 VA S = 147 VA QL = 130 var 5 Vorstellung meiner eigenen Person Schaltung zur Berechnung der ohmschen Leistung zeichnen Hinweis auf den Laborunterricht, in welchem die Leistungsmessung bereits durchgeführt wurde. Dabei werde ich die Schüler fragen welche Messgeräte sie verwendeten. Anschließend zeichne ich die Schaltung auf die Tafel und frage die Schüler wie die Leistung zu berechnen ist. Von den Schülern erwarte ich die Antwort P=U*I Nun nehme ich die OH – Folie und erkläre den Schülern, dass aufgrund der gleichen Phasenlage die Leistung immer positiv ist und zeichne den Energiefluss in die Zeichnung und das Zeigerdiagramm neben die Zeichnung. An die Schüler richte ich die Frage wie sich der Energiefluss am Widerstand bemerkbar macht. Die Antwort, dass die elektrische Energie in eine andere Energie umgewandelt wird, werde ich durch den Begriff „Wärme“ neben dem Widerstand der Zeichnung verstärken. Anschließend werde ich noch nach den zwei weiteren Formeln der Leistungsberechnung fragen. Nach dem die Formeln an der Tafel stehen, frage ich die Schüler was die Merkmale der Wirkleistung sind und schreibe diese an die Tafel Problembegegnung Problemlösung Problemdurchführung Erarbeitung der induktiven Blindleistung Ich zeichne nochmals den Schaltungsaufbau an die Tafel, jedoch mit einer Spule. Jetzt frage ich die Schüler wie sich Strom und Spannung in dieser Schaltung verhalten. Die Antwort der Schüler müsste lauten, dass der Strom der Spannung nacheilt. Nun zeichne ich das Zeigerdiagramm an die Tafel und lege die OH – Folie zur Erklärung der Blindleistung auf den Projektor. Mit dieser Folie versuche ich den Schülern zu erklären, dass auf Grund der 90° Phasenverschiebung die Leistung einmal positiv und einmal negativ ist. Mit dieser Erklärung kann ich die Energierichtungen in das Tafelbild eintragen. Anschließend erarbeite ich durch einen Frageunterricht die Formeln für die Blindleistung. So wie bei der Wirkleistung werde ich auch hier die Frage an die Schüler richten in welcher Weise sich der Energiefluss bemerkbar macht und werde zur Verstärkung der Antwort (Auf- und Abbau des mag. Feldes) das mag. Feld einzeichnen. Durch einen Frageunterricht werde ich die Merkmale der induktiven Blindleistung erfragen und schreibe diese an die Tafel. Problembegegnung Problemlösung Problemdurchführung 6 Erarbeiten der Scheinleistung Ich zeichne zur Erklärung der Scheinleistung eine reale Spule an die Tafel und trage die bereits erarbeiteten Erkenntnisse in die Zeichnung ein. Ich erarbeite aufgrund der bereits gewonnenen Kenntnisse der Schüler das Zeigerdiagramm. Ausgehend vom Zeigerdiagramm kann ich das Leistungsdreieck an die Tafel zeichnen. Nun frage ich die Schüler wie Scheinleistung, Wirkleistung und Blindleistung zu berechnen sind und schreibe die entsprechenden Formeln an die Tafel. Nun trage ich den Phasenverschiebungswinkel in das Leistungsdreieck ein und stelle die Frage wie die Scheinleistung zu berechnen ist wenn nur die Wirkleistung oder Blindleistung gegeben ist. Diese Antworten werden ebenfalls an die Tafel geschrieben. Abschließend schreibe ich noch eine Legende mit den dazugehörigen Einheiten an die Tafel Für die verbleibende Zeit kann noch ein Beispiel aus dem Fachrechnbuch gerechnet oder dies als Hausübung gegeben werden. Problembegegnung Problemlösung Problembegegnung Probelmlösung Problemdurchführung 7 Dokumentation der Nutzung der Lern- bzw. Community-Plattform Vom Administrator (d.i. der Teilnehmer am AKL) auszufüllen Name des Teilnehmers Karl Habli Titel Unterrichtssequenz – Die elektrischen Wechselstrom= Leistungen. Unterrichtsziele (kognitiv): Wirkleistung, Blindleistung u. Scheinleistung Ziele des Einsatzes Fachtheoretischer Unterricht Zielgruppe Studierende der BPA - Linz Anzahl der teilnehmenden 1 Personen Dokumentation von Bei dem Studierenden „Meilensteinen“ des Einsatzes mit handelt es sich um einen Datum und Inhalt Berufsschullehrer, welcher die Lehramtsprüfung für MECHATRONIK anstrebt. Beim Einrichten bzw. Freischalten benötigte ich etwas Hilfestellung von Frau Prof. Petra Traxler. Auf Grund der angestrengten Prüfungs= situation zum Winter = Semester kam es zur Terminerstreckung der Transferaufgabe auf 24.02.2006. Persönliche Reflexion des Nach anfänglicher Administrators Schwellenangst mit der Community – Plattform bin ich nun sehr begeistert über diese neue Möglichkeit der Schulung von Studierenden. Weiters bin ich überzeugt, dass die heutige Aus – und Weiterbildung mittels elektronischen Informations – und Kommunikationstechnologien viele Vorteile bringt, wie: + Keine Bindung an fixe Lernzeiten und spezifische Lernorte. + Interdisziplinäres, kontextbezogenes Lernen dank jederzeit zugänglichen, 8 aktuellen und vernetzten Lernressourcen. + Förderung der heute wichtigen Schlüsselqualifikationen des Umgangs mit großen, komplexen Informationsmengen. Abschließend möchte ich noch bemerken, dass diese moderne Lehr – und Lernform im Rahmen der Umwandlung von Akademien in die neue Pädagogische Hochschule unbedingt mitberücksichtigt werden müsste. Von Petra Traxler oder Alfons Koller auszufüllen Eingelangt am Verbale Rückmeldung und Beurteilung Beurteilt mit am von Abgeschlossen und verschoben ins persönliche Portfolio am ausgezeichnet bestanden gerade noch bestanden neu vorzulegen 9 10
