Informationsmaterial Schwerpunkt Elektrotechnik
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Berufliches Gymnasium Fachrichtung Technik, Schwerpunkt Elektrotechnik Fachrichtung Technik, Schwerpunkt Elektrotechnik Der Schwerpunkt Elektrotechnik eignet sich ganz besonders für Schüler und Schülerinnen, die naturwissenschaftlich-technisch begabt und interessiert sind und sich bereits während der Schulzeit auf einen entsprechenden Beruf oder ein technisches Studium vorbereiten wollen. Durch die frühzeitige Vermittlung von technisch-naturwissenschaftlich Inhalten werden die Lernenden in besonderer Weise zum Studium anspruchsvoller, zukunftsweisender Berufe der Ingenieurwissenschaften qualifiziert. Mit dem Erwerb der allgemeinen Hochschulreife können aber auch alle anderen Studienfächer studiert werden. Ziel des Unterrichtsfachs Technikwissenschaften ist eine intensive Beschäftigung mit elektrotechnischen Problemen und Vorgängen und deren Umsetzung in technische Problemlösungen. Das weite Gebiet der Elektrotechnik wird im Unterricht stets mit der Orientierung an praktischen Aspekten behandelt. In Übungen werden Experimente geplant, durchgeführt und protokolliert. Der Umgang mit technischen Geräten, Maschinen und Anlagern wird immer wieder geübt. Während der Einführungsphase (Jahrgangsstufe 11) im Klassenverband vermittelt der Fachunterricht die Grundlagen der Elektrotechnik, der elektrische Stromkreis, seine Gesetzmäßigkeiten und Größen, das Berechnen von Gleichstrom-Netzwerken sowie die Analyse und Berechnung von elektrischen oder magnetischen Feldern. Ergänzt wird diese durch die Vermittlung von programmiertechnischen Grundkenntnissen und Messtechniken. Praktische Übungen im technischen Zeichnen befähigen die Schülerinnen und Schüler technische Systeme selbst darzustellen bzw. deren Darstellung zu verstehen. In der Qualifizierungsphase (Jahrgangsstufe 12 und 13) stehen im Fach Technikwissenschaften Themenschwerpunkte wie Wechselstromtechnik, Wechselstromnetze, Digitaltechnik und Antriebstechnik im Mittelpunkt, ergänzt durch den Bereich der Verstärkertechnik. In den Technologiekursen werden diese Fragestellungen um Anwendungen und Praxisbezug, Werkstatt- und Laborübungen ergänzt, in denen die Schülerinnen und Schüler eigene Versuche durchführen und elektronische Schaltungen realisieren. Sachverhalte werden analysiert, technische Lösungen entwickelt und diskutiert und größere oder kleinere technische Projekte realisiert. Die Ausbildung im Schwerpunkt Elektrotechnik findet in Kooperation mit der benachbarten Friedrich-Dessauer-Schule statt. Das Schwerpunktfach Elektrotechnik soll in die Denkweisen der Ingenieurin/des Ingenieurs einführen. Dies wird ergänzt durch weitere Gesichtspunkte wie gesellschaftlicher Bezug, wirtschaftliche Auswirkungen und Zusammenhänge. Unsere Schülerinnen und Schüler erwerben so die wissenschaftlichen Voraussetzungen zu einem erfolgreichen Studium bzw. Einstieg in die Berufswelt. Den Absolventen der Fachrichtung Elektrotechnik stehen vielfältige Berufsfelder und attraktive Jobs in den unterschiedlichen Bereichen als mögliches Einsatzgebiet zur Auswahl. Im Zeichen des Fachkräftemangels treten immer wieder Unternehmen schon während der Ausbildungszeit an unsere Schülerinnen und Schülern heran und werben für ihre (dualen) Ausbildungsmöglichkeiten für die Zeit „danach“. Die folgende Tabelle gibt einen gekürzten Überblick über die Inhalte in den Grund- und Leistungskursen. Phase E1 (11.1) E2 (11.2) Q1 (12.1) Kursthemen Technikwissenschaften Grundlagen der Elektrotechnik (80 Std.) • Grundgrößen der Elektrizität (Ladung, elektrische Kräfte, elektrisches Feld und Feldstärke, elektrische Spannung) • Elektrische Strömung (Gleich-, Wechselstrom) • Ohmsches Gesetz • Grundstrohmkreis Kursthemen Technologie Einführung in die objektorientierte Programmiersprache (80 Std.) Erarbeitung von programmtechnischen Grundkenntnissen anhand elektrotechnischen Problemstellungen Elektrisches und magnetisches Feld (80 Std.) • Elektrisches Feld (z.B. Grundgleichung der Elektrostatik, elektrischer Feldfluss, Elektrische Kräfe zwischen geladenen Kugeln, Zylindern, ebenen Flächen) • Magnetisches Feld (z.B. Kräfte zwischen bewegten Ladungen und Magneten, Magnetiche Feldstärke, Magnetischer Feldfluss, Kraft zwischen stromdurchflossenen Leitern) Wechselstromtechnik (LK) • Induktionsgesetz • Anwendung des Induktionsgesetzes auf Transfromatoren und Spulen • Schaltvorgänge an Spulen und Kondensatoren • Kennwerte von Wechselgrößen • Betriebsverhalten des Transformators • Betriebsverhalten von Ohmschen Widerstand, Induktivität und Kapazität in Wechselstromkreisen mit sinusförmigen Größen Messtechnische Untersuchungen von Zweipolen (80 Std.) Umgang mit elektrischen Messgeräten in Laborexperimenten • Messung am Grundstromkreis • Messung an nichtlinearen Bauteilen • Kennlinien von Zweipolen Messtechnik (60 Std.) Messung und Beurteilung bzw. Auswertung der Messwerte • Messverfahren • Oszilloskop • Frequenzzähler Ergänzender Grundkurs: (60 Std.) Gleichstromnetzwerke Q2 (12.2) Wechselstromnetze (LK) Erwerb von Kenntnissen zur umfassenden Schaltungsanalyse von praxisnahen Wechselstromnetzwerken • Komplexe Berechnung von Wechselstromschaltungen • RCL-Ortskurven • Schwingkreise • Dreiphasensystem Analogtechnik (60 Std.) Erarbeitung von Grundlagenkenntnisse über Analogtechnik • Dioden und deren Anwendung • Bipolare Transistoren • Grundschaltungen von Transistoren Q3 (13.1) Digitaltechnik (LK) • Logische Grundfunktionen (Digitale und analoge Signale, logische Verknüpfungen, Signal-Zeit-Diagramm) • Entwurf von Schaltnetzen • Zahlensystem und Codes • Kippglieder Antriebstechnik (LK) Anwendung der bisher erworbenen Kenntnisse auf den Anwendungsbereich der Antriebstechnik • Aufbau von drehenden elektrischen Maschinen • Einphasige und mehrphasige Wechselstrommaschinen • Gleichstrommaschinen Operationsverstärker(60 Std.) der Operationsverstärker als wichtigstes Bauelement der Analogtechnik • Wirkungsweise • Grundschaltungen Q4 (13.2) Technische Anwendungen (60 Std.) LK=Leistungskurs (100 Stunden) Technisches Zeichnen E1 E2 Technische Kommunikation 1 Grundlagen des technischen Zeichnens werden vermittelt, damit technische Zeichnungen aus dem Bereich des Maschinenbaus verstanden werden. Technische Kommunikation 2 Fortsetzung von E1: Zeichnen und Bemaßen mit Hilfe von CADSystemen; Schaltpläne, Installationsschaltungen, Stromkreise und Messgeräte
