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Transformator

Unterricht Physik Nr. 102/2007

Erscheinungsdatum:
Dezember 2007
Schulstufe / Tätigkeitsbereich:
Sekundarstufe
Schulfach / Lernbereich:
Naturwissenschaften, Physik
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Ohne den Wechselstrom und den Transformator, der die verlustarme Übertragung elektrischer Energie in Hochspannungsleitungen ermöglicht, hätte die elektrische Energietechnik nicht den gewaltigen Aufschwung nehmen können, die wir im 20. Jahrhundert erlebt haben. Und trotzdem ist der Transformator nur wenigen vertraut. Vielleicht, weil er im Verborgenen arbeitet, vielleicht aber auch, weil er schwieriger zu verstehen ist als der Motor und der Generator. Wir sind der Meinung: Der Transformator hat sich seinen Platz im Physikunterricht verdient – und die Beiträge dieses Heftes unterstützen Sie dabei, dieses Thema aufzubereiten.

Aus dem Inhalt:

  • Unterricht über den Transformator
    Didaktische Aspekte eines problematischen Themas
  • Vom Generator zum Transformator
    Kann man mit einer Versuchsanordnung die Funktion beider Geräte erklären?
  • Methoden-Werkzeuge zum Thema Transformator
    Anregungen für unterschiedliche Unterrichtsphasen

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Abstract

Autor: Berge, Otto Ernst; Girwidz, Raimund
Titel: Der Transformator.
Quelle: In: Naturwissenschaften im Unterricht. Physik,(2007) 102, S. 4–10

Abstract: Im vorliegenden Artikel wird der Transformator mit Hilfe von Ausführungen zu den Überbegriffen Das Induktionsgesetz, Primär-, Sekundärstrom und der magnetische Fluss, Magnetische Sättigung des Eisenkerns und Verzerrungen beim Stromverlauf, Die Energieübertragung im Transformator sowie Spezialtransformatoren und Transformatorgeräusche vorgestellt. Zahlreiche Abbildungen, Vorschläge für Experimente sowie Zusatzinformationen über Phasenverschiebung und Wirkleistung bzw. Spezialtransformatoren runden den Beitrag ab.

Schlagwörter: Basisartikel, Sekundarstufe I, Experiment, Sachinformation, Eisen, Versuch, Magnet, Phasenverschiebung, Schülerexperiment, Stromstärke, Spule, Physikunterricht, Magnetischer Fluss, Magnetische Induktion, Strom , Induktion, Transformator, Magnetische Feldstärke, Magnetische Flussdichte, Spannung , Induktionsgesetz, Physik


Autor: Lichtenstein, Hedwig; Berge, Ernst Otto
Titel: Unterrichten über den Transformator.
Quelle: In: Naturwissenschaften im Unterricht. Physik,(2007) 102, S. 11–17

Abstract: Die Autoren nennen die Gründe für eine unterrichtliche Behandlung des Transformators, führen zunächst gängige Schülervorstellungen auf und erläutern dann die Wissensinhalte, die in den drei Schulformen zum Thema Transformator vermittelt werden sollten. Sie bereiten eine Unterrichtssequenz didaktisch auf, setzen sich mit evtl. auftretenden Lernschwierigkeiten auseinander und ergänzen den Beitrag mit Basiswissen, Unterrichtserfahrungen, Sicherheitsaspekten sowie einem Versuchsaufbau. Die komplexen Aspekte und vielfältigen Anwendungen des Transformators bieten nach Meinung der Autoren gute Gelegenheit für den Einsatz verschiedener Methoden-Werkzeuge sowohl im binnendifferenzierten Gruppenunterricht als auch beim kooperativen Lernen.

Schlagwörter: Alltagsvorstellung, Basisartikel, Sicherheitsvorschrift, Sekundarstufe I, Hauptschule, Realschule, Gymnasium, Lernschwierigkeit, Didaktische Grundlage, Experiment, Didaktik, Eisen, Versuch, Magnet, Schülerexperiment, Energie, Stromstärke, Physikunterricht, Magnetische Induktion, Strom , Induktion, Transformator, Elektrizität, Spannung , Induktionsgesetz, Physik


Autor: Berge, Otto Ernst
Titel: Einstiege in das Thema Transformator.
Quelle: In: Naturwissenschaften im Unterricht. Physik,(2007) 102, S. 18–21

Abstract: In diesem Beitrag geht es nicht nur um den Einstieg in eine spezielle Physikstunde über den Transformator, sondern um die Überleitung zu einer mehrere Stunden umfassenden Unterrichtseinheit über dieses Thema (Orig.). Der Autor stellt mehrere Einstiegsvarianten (Black-Box-Versuch; Transformatoren in der Umwelt; Induktion ohne Bewegung) vor und bewertet sie.

Schlagwörter: Freizeit, Schuljahr 09, Schuljahr 10, Sekundarstufe I, Hauptschule, Realschule, Gymnasium, Didaktische Grundlage, Experiment, Demonstrationsexperiment, Didaktik, Sachinformation, Eisen, Netzteil, Versuch, Magnet, Netzspannung, Energie, Stromstärke, Spule, Physikunterricht, Magnetische Induktion, Strom , Blackbox, Elektronik, Feldlinie, Induktion, Transformator, Elektrizität, Spannung , Induktionsgesetz, Physik


Autor: Volkmer, Martin
Titel: Vom Generator zum Transformator.
Quelle: In: Naturwissenschaften im Unterricht. Physik,(2007) 102, S. 22–24

Abstract: Für die im Aufbau unterschiedlichen Geräte Transformator und Generator gibt es eine gemeinsame physikalische Erklärung. Der Autor stellt u.a. ein Arbeitsblatt mit Versuchsanordnungen vor, welche den SchülerInnen durch geringe Abwandlungen die Erarbeitung des Generator- bzw. Transformatoreffektes ermöglichen.

Schlagwörter: Sekundarstufe I, Hauptschule, Realschule, Gymnasium, Experiment, Demonstrationsexperiment, Didaktik, Overheadprojektor, Unterrichtsmaterial, Kopiervorlage, Arbeitsbogen, Eisen, Generator, Versuch, Magnet, Stromstärke, Spule, Physikunterricht, Magnetische Induktion, Strom , Induktion, Transformator, Elektrizität, Spannung , Induktionsgesetz, Physik


Autor: Muckenfuß, Heinz
Titel: Vom Induktionsgesetz zum Transformator.
Quelle: In: Naturwissenschaften im Unterricht. Physik,(2007) 102, S. 25–29

Abstract: In dem hier vorgestellten Unterrichtsweg zum Transformator liegt der Schwerpunkt auf der Energieübertragung, die von elektrischen Systemen vorgenommen wird. Anschließend an Basiskenntnisse über Generatoren wird der Energiebedarf von Haushaltsgeräten, Haushalten und größeren Einrichtungen sowie deren Energieversorgung erläutert. Dabei wird vornehmlich die Rolle der Transformatoren beleuchtet. Versuche zur Lenzschen Regel, zur Induktion im Motorbetrieb sowie zur Drosselwirkung einer Spule im Wechselstromkreis ergänzen die Erklärungen zu den Vorgängen im elektrischen Versorgungsnetz.

Schlagwörter: Sekundarstufe I, Hauptschule, Realschule, Gymnasium, Experiment, Demonstrationsexperiment, Didaktik, Curriculum, Eisen, Generator, Energieübertragung, Versuch, Magnet, Motor, Energie, Stromstärke, Wechselstrom, Physikunterricht, Magnetische Induktion, Lenzsche Regel, Strom , Induktion, Transformator, Elektrizität, Spannung , Induktionsgesetz, Physik


Autor: Bartels, Jürgen
Titel: Die Wirkungsweise des Transformators.
Quelle: In: Naturwissenschaften im Unterricht. Physik,(2007) 102, S. 30–34

Abstract: Der vorgestellte Unterrichtsgang soll die SchülerInnen zum Verständnis der Wirkungsweise des Transformators führen. Der Autor bietet dazu verschiedene Versuche an, die sich mit der magnetischen Stromwirkung bei Gleich- und Wechselstrom, mit Vorgängen beim Ein- und Ausschalten einer Spule und mit Verhalten von unbelasteten bzw. belasteten sowie kurzgeschlossenen Transformatoren beschäftigen. Die selbstständige Planung und Durchführung der Experimente sowie die Präsentation der Ergebnisse durch die SchülerInnen ist während der Unterrichtssequenz von besonderem Interesse.

Schlagwörter: Schuljahr 10, Sekundarstufe I, Gesamtschule, Lehrer, Experiment, Demonstrationsexperiment, Didaktik, Unterrichtsmaterial, Kopiervorlage, Arbeitsbogen, Eisen, Versuch, Magnet, Gleichstrom, Stromstärke, Spule, Wechselstrom, Physikunterricht, Magnetische Induktion, Lenzsche Regel, Strom , Induktion, Transformator, Elektrizität, Spannung , Induktionsgesetz, Physik, Kurzschluss


Autor: Hepp, Ralph
Titel: Methoden-Werkzeuge zum Thema Transformator.
Quelle: In: Naturwissenschaften im Unterricht. Physik,(2007) 102, S. 35–41

Abstract: Der Autor stellt als Methoden-Werkzeug zunächst ein Textpuzzle zur kooperativen Erarbeitung von Aufbau und Wirkungsweise eines Transformators sowie seinen Gesetzmäßigkeiten und Anwendungsmöglichkeiten vor. Er berichtet über seine Erfahrungen mit dieser Art von Themeneinführung und leitet zu einem Spiel zur Verfestigung des Gelernten über: dem Memory. Auch hierfür stellt er Kopiervorlagen zur Verfügung.

Schlagwörter: Memory-Spiel, Puzzle, Spiel, Schuljahr 09, Schuljahr 10, Sekundarstufe I, Hauptschule, Realschule, Gymnasium, Gesamtschule, Kooperatives Lernen, Demonstrationsexperiment, Didaktik, Unterrichtsmaterial, Kopiervorlage, Eisen, Text, Magnet, Stromstärke, Spule, Physikunterricht, Magnetische Induktion, Strom , Induktion, Transformator, Elektrizität, Spannung , Induktionsgesetz, Physik


Autor: Berge, Ernst Otto
Titel: Wirkungsgrad von Transformatoren.
Quelle: In: Naturwissenschaften im Unterricht. Physik,(2007) 102, S. 44–46

Abstract: In Hinblick auf die große Zahl von Transformatoren, welche die elektrische Energie auf dem Weg vom Generator bis zum Verbraucher durchläuft, ist die Frage nach dem Wirkungsgrad der Energieumwandlungen bzw. den Energieverlusten in den Transformatoren wirtschaftlich sehr wichtig (Orig.). Der Autor stellt im vorliegenden Beitrag die experimentelle Bestimmung des Wirkungsgrades von Transformatoren vor und geht dabei auf Wirkungsgrade von Großtransformatoren und Kleinspannungstransformatoren ein.

Schlagwörter: Verlust, Leistungsmessung, Schuljahr 09, Schuljahr 10, Sekundarstufe I, Hauptschule, Realschule, Gymnasium, Gesamtschule, Experiment, Demonstrationsexperiment, Kupfer, Versuch, Messverfahren, Energie, Stromstärke, Wirkungsgrad, Physikunterricht, Magnetische Induktion, Strom , Transformator, Elektrizität, Spannung , Physik, Kosten


Autor: Volkmer, Martin
Titel: Übungsaufgaben mit Experimenten zum Thema Transformator.
Quelle: In: Naturwissenschaften im Unterricht. Physik,(2007) 102, S. 47–49

Abstract: In den hier vorgestellten vier Aufgaben zum Thema Transformator wird das Gesetz für den unbelasteten Transformator zugrunde gelegt und es geht folglich um Windungszahlen und Spannungen. Demonstrationsexperimente werden mit Rechenaufgaben kombiniert und ermöglichen den SchülerInnen den Zugang zur Thematik.

Schlagwörter: Aufgabe, Sekundarstufe I, Hauptschule, Realschule, Gymnasium, Gesamtschule, Demonstrationsexperiment, Overheadprojektor, Unterrichtsmaterial, Kopiervorlage, Arbeitsbogen, Eisen, Stromstärke, Spule, Glühlampe, Physikunterricht, Magnetische Induktion, Schaltung, Strom , Induktion, Transformator, Elektrizität, Spannung , Physik


Autor: Volkmer, Martin
Titel: Anschluss von Experimentieranleitungen an den Akku eines Akku-Schraubers.
Quelle: In: Naturwissenschaften im Unterricht. Physik,(2007) 102, S. 50

Abstract: Um die bei einigen Versuchen im Physikunterricht erforderliche ideale Gleichspannung bereitzustellen, falls kein geeignetes Netzgerät zur Verfügung steht, lässt sich der Akkumulator eines Akku-Schraubers verwenden. Der Autor demonstriert, wie Experimentieranleitungen angeschlossen werden.

Schlagwörter: Sekundarstufe II, Sekundarstufe I, Hauptschule, Realschule, Gymnasium, Gesamtschule, Demonstrationsexperiment, Versuch, Schülerexperiment, Gleichspannung, Stromstärke, Physikunterricht, Strom , Akkumulator , Elektrizität, Spannung , Physik


Autor: Volkmer, Martin
Titel: Rückwirkung des Transformatorausgangs auf den Transformatoreingang. Erzeugung eines Lichtbogens unter Wasser.
Quelle: In: Naturwissenschaften im Unterricht. Physik,(2007) 102, S. 51–52

Abstract: Im Karteikartenformat bietet der Autor einen Schülerversuch zum Thema Transformator sowie einen Lehrerversuch zur Erzeugung eines Lichtbogens an. Aufbau, Durchführung und Beobachtung sind neben Sicherheits- und ergänzenden Hinweisen Gegenstand der auszuschneidenden Anleitungen.

Schlagwörter: Aufgabe, Sicherheitsvorschrift, Sekundarstufe II, Sekundarstufe I, Hauptschule, Realschule, Gymnasium, Gesamtschule, Demonstrationsexperiment, Unterrichtsmaterial, Kopiervorlage, Arbeitsbogen, Eisen, Versuch, Schülerexperiment, Stromstärke, Spule, Glühlampe, Physikunterricht, Magnetische Induktion, Licht, Schaltung, Strom , Induktion, Transformator, Elektrizität, Spannung , Physik


Bisher erschienene Ausgaben:

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Bestellnr.:
513102
Medienart:
Zeitschrift
Seitenzahl:
53

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