Übungen zur Elektrotechnik / Die Laufkatze eines Bockkrans

Dieses Arbeitsheft ist vorgesehen zum Einsatz in der Sekundarstufe in den Klassen 7 bis 10. Die Arbeitsblätter enthalten interessante und abwechslungsreiche Aufgabenstellungen zu verschiedenen Themen zur Elektrotechnik. Die Kopiervorlagen sind bestens geeignet zum selbstständigen Arbeiten in der Freiarbeit oder zum Stationenlernen und mit Lösungen - auch zur Selbstkontrolle - ausgestattet.

Mit dem Arbeitsheft Übungen zur Elektrotechnik erhalten Lehrkräfte und Lernende ein praxisorientiertes Material für einen anschaulichen und motivierenden Technikunterricht. 

Anhand des Beispiels einer Bockkransteuerung werden grundlegende elektrische Schaltungen und Bauteile verständlich erklärt und schrittweise aufgebaut. Das Heft führt vom einfachen Schaltkreis bis zu komplexeren Steuerungen mit Dioden, Öffnern und Umschaltern. Durch klar strukturierte Aufgaben, anschauliche Skizzen und praxisnahe Beispiele wird das technische Verständnis gezielt gefördert. Jede Einheit baut auf der vorherigen auf und vermittelt Elektrotechnik auf leicht nachvollziehbare Weise. Themen wie Motorsteuerung, Schaltplananalyse, Löten und Messen von Strom, Spannung und Widerstand werden lebendig und nachvollziehbar dargestellt. Besonders der Bezug zur praktischen Anwendung motiviert die Lernenden zum eigenständigen Arbeiten. Auch die Grundlagen des Messens, des Ohmschen Gesetzes und der Widerstandsberechnung werden in übersichtlicher Form behandelt. 

Die Lernenden erwerben nicht nur Fachwissen, sondern auch methodische und handwerkliche Kompetenzen. Das Material ist ideal geeignet für Unterricht, Werkstattarbeit oder Projekte im Bereich Technik und Elektrotechnik. Durch den modularen Aufbau lässt sich jedes Kapitel einzeln oder im Zusammenhang nutzen. Lehrkräfte können flexibel entscheiden, ob die Kontrolle der Aufgaben durch sie selbst oder durch die Schüler erfolgt. Zahlreiche Hinweise und Tipps unterstützen das sichere und saubere Arbeiten mit elektrischen Bauteilen. So wird elektrotechnisches Wissen greifbar und praxisnah vermittelt.

Inhalt:

- Die Laufkatze eines Bockkrans

• Wohin mit dem Motor für die Bewegung der Laufkatze?
• Schaltplan und Bauteile für den Antrieb der Laufkatze
• Bewegungsrichtungen von Strom, Motor und Laufkatze
• Die Laufkatze am Ende des Weges anhalten
• Wie funktioniert ein Öffner?
• Wie läuft die Katze wieder zurück?

- Ein neues Bauteil – die Diode

• Funktionsweise der Diode
• Überbrückung des Öffners durch die Diode
• Wirkung der Diode vor dem Vertauschen der Pole
• Sicherheitsschaltung mit zwei Öffnern und zwei Dioden

- Motordrehung umschalten

• Verschiedene Arten von Stromleitungen
• Bauteile mit Litzen verbinden
• Wiederholung Schaltplan mit EIN/AUS-Schalter
• Die Drehung des Motors einfach umschalten?
• Schaltplan mit zwei Umschaltern
• Der genaue Stromfluss in Schalterstellung links/links
• Der genaue Stromfluss in Schalterstellung rechts/rechts

- Ein komplexes Bauteil – der 2xUM

• Kurzschlussgefahr
• Testen des Umschalters 2xUM
• Das Innere des 2xUM
• 2xUM in bekannte Schaltung einbauen – Schritt 1
• 2xUM in bekannte Schaltung einbauen – Schritt 2

- Löten

• Lötplatz einrichten / richtige Reihenfolge beim Löten
• Zwei Tipps zum sicheren und sauberen Löten

- Messungen

• Wir messen die Spannung
• Wir messen die Stromstärke
• Wir messen die Spannung in der Praxis
• Wir messen die Spannung am Gleis
• Wir untersuchen den Schalter
• Wiederholung: Wie wird gemessen?
• Aufstellen von Messreihen

- Das Ohmsche Gesetz

• Bildbetrachtung
• Drei elektrische Größen
• Berechnung des Widerstands und der Spannung
• Berechnung der Stromstärke
• Berechnung Vorwiderstand für rote LED
• Berechnung Vorwiderstände für restliche LEDs

- Wert eines Widerstands

• Widerstandswert – Bedeutung der bunten Ringe
• Widerstandswert lesen können
• Widerstandswert lesen – üben und üben

- Tipps für Projekte

• Anwendung der Sicherheitsschaltung vom Bockkran
• Planerische Vereinfachung bei Skizzen
• Funktion und Sicherheit kontrollieren

Mit Lösungen - auch zur Selbstkontrolle.