Demonstrationsexperiment WS 2009/10

Demonstrationsexperiment WS 2009/10
Thema:
Bau einer einfachen Schaltung
(Blinklichtschaltung)
Nadine Plack, Patrick Lichtinger
30.11.2009
1. Versuchsbeschreibung
1.1 Materialliste
2 Transistoren BC 546
2 Potentiometer 10 kΩ
1 Kondensator 10 µF
1 Kondensator 47 µF
2 Glühlampen 7V/30mA
1 Netzgerät 9 V, DC stabilisiert
1 Steckbrett
1 Rahmen für Steckbrett
23 Kabel mit Bananensteckern
1.2 Schaltplan
1.3 Versuchsdurchführung
Die Schaltung wird gemäß Schaltplan auf dem Steckbrett aufgebaut.
Anschließend wird dieses in den dafür vorgesehenen Rahmen eingespannt
und das Netzgerät eingeschaltet.
2. Lernvoraussetzungen
1.Schüler sollen wissen was ein Kondensator und ein Widerstand ist
(blackbox) und was diese Bauteile bewirken.
2.Schüler sollen einfache elektrische Grundschaltungen mit Kondensatoren
und Widerständen kennen.
3.Schüler sollen mit der Arbeitsweise typischer Halbleiterbauteile (Diode,
Transistor) vertraut sein.
4.Schüler sollen einfache Grundschaltungen mit obigen Halbleiterbauteilen
kennen. (wie z.B. folgende Schaltung, vgl. Übungen im Experimentieren,
Sekundarstufe I, Thema 18, Versuch 15)
3. Lernziele
3.1 Grobziel
Die Schüler sollen am Beispiel der Blinklichtschaltung mit dem Aufbau und
der Funktionsweise einfacher Schaltungen mit Transistoren vertraut gemacht
werden.
3.2 Feinziele
1. Schüler sollen grundlegende Teilschaltungen in komplexeren Schaltungen
erkennen.
2. Schüler sollen fähig sein den Blinkvorgang physikalisch zu beschreiben
(Blinkgeschwindigkeit).
3. Schüler sollen erkennen, dass eine Veränderung von Bauteilen
(Widerstände) die Eigenschaften (Blinkgeschwindigkeit) der Schaltung
ändert.
4. Schüler sollen erkennen, dass Halbleiterbauteile in unserer technisch
orientierten Gesellschaft eine große Rolle spielen. In der Praxis finden
diskrete Schaltungen jedoch kaum mehr Verwendung, sondern
hauptsächlich integrierte Schaltkreise (engl.: IC = integrated circuit).
4. Bezug zu einem übergeordneten Unterrichtsthema
Das Thema gehört zum Bereich Halbleiter und Mikroelektronik. Dies ist ein
Themenbereich aus der Vorschlagsliste des Profilbereichs am NTG (PH 9.4).
5. Experimentelle Alternativen
Anstelle eines Blinklichts könnten auch folgende Schaltungen aufgebaut
werden: Feuchtigkeitsmelder, Alarmanlagen,etc.
6. Mögliche bzw. notwendige Modifikation des
Demonstrationsexperiments bei Einsatz als
Gruppenexperiment
Die Durchführung des Experiments als Gruppenexperiment ist prinzipiell mit
diesem Aufbau möglich. Allerdings kann hier auf den Rahmen verzichtet
werden.
7. Unterrichtsverfahren
Das ist eine Klasse von
Unterrichtsverfahren
Es handelt sich um darbietenden Unterricht.
7.1 Sozialformen
Unterrichtsgespräch mit Demoexperiment
7.2 Lehr- und Lernformen
1. Lehrformen
darbietend (Tafelanschrift, Versuch demonstrierend), fragend-entwickelnd
2. Lernformen
aufnehmendes Lernen: Schüler beobachten den Versuch; antwortenderarbeitend
8. Sicherung der Lernziele
Hefteintrag:
Blinklichtschaltung
Schaltplan:
Baut man diese Schaltung auf und schaltet das Netzteil ein, blinken die
Glühlampen im Wechsel. Dies ist im Prinzip darauf zurückzuführen, dass
Transistoren als Schalter fungieren können.
9. Lernzielkontrolle
Simultan zur Versuchsdurchführung sollten die Schüler immer wieder nach
ihren Erwartungen gefragt werden und durch gezielte Rückfragen die
Erreichung der Lernziele kontrolliert werden.