Wir­kungs­grad – am Bei­spiel Wind­pum­pe

In­halts­ver­zeich­nis

1. Der Wir­kungs­grad, De­fi­ni­ti­on und Be­rech­nung
2. En­er­gie im Wind
3. Wind­leis­tung eines Ven­ti­la­tors
4. Ro­tor­leis­tung eines Wind­ra­des
5. Das Dreh­mo­ment
6. Be­stim­mung der Ro­tor­kenn­li­nie
7. Auf­bau und Funk­ti­on von Was­ser­pum­pen
8. An­lei­tung zum Pum­pen­bau
9. Er­mitt­lung des Pum­pen­dreh­mo­ments
10. Das Ge­trie­be als Dreh­mo­ment­wand­ler

In­hal­te der Fort­bil­dung

Im Zen­trum die­ser Fort­bil­dung steht eine Un­ter­richts­ein­heit für den Un­ter­richt in Klas­se 9 oder 10 mit dem Thema „Kon­struk­ti­on und Bau einer wind­ge­trie­be­nen Was­ser­pum­pe“. Dabei spie­len fol­gen­de The­men eine zen­tra­le Rolle:

• Ein­fa­che tech­ni­sche Ex­pe­ri­men­te zur Wind­leis­tungs­er­mitt­lung
• Wir­kungs­grad und Op­ti­mie­rung
• Ge­trie­be und Dreh­mo­ment
• Auf­bau und Funk­ti­on einer Was­ser­pum­pe
• Pro­jekt­ar­beit im Team

Im Rah­men die­ser Fort­bil­dung wer­den tech­ni­sche Ex­pe­ri­men­te durch­ge­führt, eine Wind­pum­pe ge­baut und op­ti­miert. Sie er­hal­ten einen Über­blick über die Me­tho­dik des ge­sam­ten Un­ter­richts­gan­ges von der Qua­li­fi­zie­rung über die Pro­jekt­pha­se bis hin zur Leis­tungs­be­wer­tung.

Aus­wahl aus den pro­zess­be­zo­ge­nen Kom­pe­ten­zen

2.1 Er­kennt­nis­ge­win­nung und For­schen

• (14) na­tur­wis­sen­schaft­li­che und tech­ni­sche Zu­sam­men­hän­ge ma­the­ma­tisch be­schrei­ben und nut­zen

2.2 Ent­wick­lung und Kon­struk­ti­on

• (3) die Lö­sung eines Pro­blems durch Aus­wäh­len, An­pas­sen, Di­men­sio­nie­ren und Kom­bi­nie­ren von Teil­lö­sun­gen ent­wi­ckeln, dar­stel­len und be­wer­ten
• (9) ein selbst kon­stru­ier­tes Pro­dukt op­ti­mie­ren

2.3 Kom­mu­ni­ka­ti­on und Or­ga­ni­sa­ti­on

• (8) das ab­ge­schlos­se­ne Pro­jekt re­flek­tie­ren und Op­ti­mie­rungs­an­sät­ze ent­wi­ckeln

2.4 Be­deu­tung und Be­wer­tung

• (3) den Zu­sam­men­hang zwi­schen Be­dürf­nis­sen des Men­schen und na­tur­wis­sen­schaft­li­chen und tech­ni­schen Ent­wick­lun­gen er­läu­tern

Aus­wahl aus den in­halts­be­zo­ge­nen Kom­pe­ten­zen

3.2.1 Denk- und Ar­beits­wei­sen in Na­tur­wis­sen­schaft und Tech­nik: Sys­te­me und Pro­zes­se

• (1) Sys­te­me ana­ly­sie­ren und durch Sys­tem­gren­zen und Teil­sys­te­me be­schrei­ben

3.​2.​2.​1 En­er­gie in Natur und Tech­nik

• (7) Wir­kungs­gra­de und Leis­tun­gen be­rech­nen und ver­glei­chen

3.​2.​2.​2 En­er­gie­ver­sor­gungs­sys­te­me

• (2) ver­schie­de­ne Mög­lich­kei­ten der Nutz­bar­ma­chung von En­er­gie be­schrei­ben
• (4) ein Funk­ti­ons­mo­dell eines en­er­gie­tech­ni­schen Sys­tems ent­wi­ckeln, kon­stru­ie­ren, fer­ti­gen und die En­er­gie­um­set­zung quan­ti­ta­tiv aus­wer­ten

3.​2.​2.​3 Be­we­gung und Fort­be­we­gung

• (5) Sys­te­me zur Wand­lung von Dreh- und Längs­be­we­gun­gen er­läu­tern
• (6) Über­set­zun­gen di­men­sio­nie­ren und Ge­trie­be kon­stru­ie­ren (Dreh­rich­tung, Dreh­zahl, Dreh­mo­ment)

 

Wei­ter zu Ein­fa­che elek­tro­ni­sche Bau­tei­le – am Bei­spiel Fo­to­m­e­ter