analyse-lichterketten_ue9-10_ab-begr-ndete-auswahlentscheidung
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NAME: DATUM: KLASSE: Elektrotechnik LF 1 Lernsituation „Analyse von Lichterketten“ – Arbeitsblätter zur Std. 9 und 10 Übersicht / Zusammenfassung / Dokumentation - Maske 1. Kernfrage: Warum leuchtet die Weihnachtsbaumbeleuchtung trotz einer defekten Lampe? Lampe wird durch einen parallel geschalteten Widerstand überbrückt, da nur so die Betriebsdaten der anderen Lampen annähernd bestehen bleiben. Welche Widerstände können dafür benutzt werden? Es wurden vier nichtlineare Widerstände (LDR, PTC, NTC und VDR) untersucht. LDR (lichtabhängiger Widerstand) PTC (temperaturabhängiger Widerstand), d.h. _______leiter - je mehr Licht desto _________ - haben einen __________ - Je mehr Licht auf das Bauteil fällt, Temperaturkoeffizienten desto kleiner wird der Widerstand - haben im kalten Zustand einen und desto größer wird der _______ Widerstand elektrische Strom. - beim Erhitzen nimmt die - Das Verhalten ist abhängig von Leitfähigkeit ___, der Widerstand der eingestrahlten Wellenlänge. wird __________ E R____ Symbol: NTC (temperaturabhängiger Widerstand), _________leiter VDR (spannungsabhängiger Widerstand); Varistor - haben einen _________ Temperaturkoeffizienten - verringern ihren Widerstandswert bei _________ Temperatur und leiten somit besser - leiten bei hohen Temperaturen _________als bei niedrigen Temperaturen - verändern ihren Widerstandswert in Abhängigkeit der anliegenden Spannung - Widerstandswert nimmt bei zunehmender Spannung ___; d.h. bei sinkender Spannung ______ der Widerstandswert. R_____ Symbol: R______ Symbol: U R Symbol: Ergebnis: ________ werden bei Lichterketten parallel zur den einzelnen Lämpchen geschaltet. Falls eines defekt ist, fallen dadurch nicht alle anderen Lämpchen auch aus, sondern der Strom muss zwangsläufig durch den ________ fließen, dieser erwärmt sich dadurch (Eigenerwärmung) und sein Widerstand sinkt. 579863631 Seite 1 von 1 [email protected] NAME: DATUM: KLASSE: Elektrotechnik LF 1 Lernsituation „Analyse von Lichterketten“ – Arbeitsblätter zur Std. 9 und 10 LÖSUNG - Übersicht / Zusammenfassung / Dokumentation - Maske 1. Kernfrage: Warum leuchtet die Weihnachtsbaumbeleuchtung trotz einer defekten Lampe? Lampe wird durch einen parallel geschalteten Widerstand überbrückt, da nur so die Betriebsdaten der anderen Lampen annähernd bestehen bleiben. Welche Widerstände können dafür benutzt werden? Es wurden vier nichtlineare Widerstände (LDR, PTC, NTC und VDR) untersucht. LDR (lichtabhängiger Widerstand) PTC (temperaturabhängiger Widerstand), d.h. Kaltleiter - haben einen positiven - je mehr Licht desto leitfähiger - Je mehr Licht auf das Bauteil fällt, Temperaturkoeffizienten desto kleiner wird der Widerstand - haben im kalten Zustand einen und desto größer wird der kleinen Widerstand elektrische Strom. - beim Erhitzen nimmt die - Das Verhalten ist abhängig von Leitfähigkeit ab, der Widerstand der eingestrahlten Wellenlänge. wird größer E R Symbol: NTC (temperaturabhängiger Widerstand), d.h. Heißleiter VDR (spannungsabhängiger Widerstand); Varistor - haben einen negativen Temperaturkoeffizienten - verringern ihren Widerstandswert bei steigender Temperatur und leiten somit besser - leiten bei hohen Temperaturen besser als bei niedrigen Temperaturen - verändern ihren Widerstandswert in Abhängigkeit der anliegenden Spannung - Widerstandswert nimmt bei zunehmender Spannung ab; d.h. bei sinkender Spannung steigt der Widerstandswert. R Symbol: R Symbol: U R Symbol: Ergebnis: NTC werden bei Lichterketten parallel zur den einzelnen Lämpchen geschaltet. Falls eines defekt ist, fallen dadurch nicht alle anderen Lämpchen auch aus, sondern der Strom muss zwangsläufig durch den NTC fließen, dieser erwärmt sich dadurch (Eigenerwärmung) und sein Widerstand sinkt. 579863631 Seite 2 von 1 [email protected] NAME: DATUM: KLASSE: Elektrotechnik LF 1 Lernsituation „Analyse von Lichterketten“ – Arbeitsblätter zur Std. 9 und 10 2. Kernfrage: Wie funktioniert eine Lichterkette mit Überbrückungswiderstand? (NTC) Im Normalfall fließt der Strom vollständig durch die Lämpchen der Lichterkette. Der NTC -Widerstand bleibt kalt und hat somit einen hohen Widerstandwert. In der Lichterkette ist parallel zu jedem Lämpchen ein derartiger Widerstand geschaltet. Wenn ein Lämpchen durchbrennt, fließt der Strom durch den parallel geschalteten NTC - Widerstand. Dieser erwärmt sich (Eigenerwärmung), sodass durch den steigenden Widerstand bei richtiger Dimensionierung nahezu dieselbe Spannung abfällt wie an einem funktionsfähigen Lämpchen. Damit ist ein (bis auf das durchgebrannte Lämpchen) ordnungsgemäßes Funktionieren der Lichterkette gewährleistet. Hinweis: Der Abfall des Widerstandes mit steigender Temperatur R = f(T) verläuft nicht linear sondern nach einer Exponentialfunktion. Wenn der NTC - Widerstand R0 (vom Hersteller angegebene Nennwiderstand) bei einer bestimmten Temperatur T 0 (Nenntemperatur, meist T0 = 293 K) bekannt ist, gilt für den Widerstand RT bei der Temperatur T: b ( T1 T1 ) RT R0 e 579863631 0 , wobei b eine nach Herstellerangaben angegebene Materialkonstante ist (gemessen in K). Seite 3 von 1 [email protected] NAME: DATUM: KLASSE: Elektrotechnik LF 1 Lernsituation „Analyse von Lichterketten“ – Arbeitsblätter zur Std. 9 und 10 Reflexion der Lernsituation/ „Zielscheibe“ - Themen waren interessant ... - Ich habe viel gelernt ... - Der Unterricht war interessant ... - Ich hatte Freude am Lernen ... - Ich war fachlich gefordert ... - Die Aufgabestellung war zielführend ... - Das Arbeiten im Team war sinnvoll ... Quelle (URL) 21.04.2012: „Die Zielscheibe“ http://www.eqs.ef.th.schule.de/pages/vorhab_eval/lehren_lernen/pd f/6_lehren_lernen.PDF 579863631 Seite 4 von 1 [email protected]
