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3.6 Unterrichtsvorschlag zur Netzfrequenz bei der Stromversorgung
3.6 Unterrichtsvorschlag zur Netzfrequenz bei der Stromversorgung
Der nun vorgestellte mögliche Verlauf einer Unterrichtsstunde wurde für die 9. Jahrgangsstufe entworfen.
Er hat insbesondere die Maßnahmen zum Thema, die ergriffen werden, um die Netzfrequenz
im Stromnetz bei konstant 50 Hz zu halten. Am Besten ist es, wenn diese Stunde an eine Unterrichtseinheit
anschließt, die die Funktionsweise eines Generators bzw. Elektromotors zum Thema
hatte. Zu beachten sind für genauere Informationen zum Inhalt besonders die Abschnitte 2.2.2 ,
2.2.5 und 2.3.9 dieser Arbeit.
3.6.1 Allgemeines zum Thema
Im vorhergehenden Unterricht sollte vor allem die Funktionsweise eines Generators verstanden
worden sein. Außerdem müssen Grundlagen zu Wechselstrom und Frequenz vorliegen. Der Inhalt
Netzfrequenz zielt auf das Verständnis von Zusammenhängen der Stromversorgung und außerdem
einem vertieften Verständnis von der Funktionsweise eines Generators ab. Als markanteste Medien
werden ein zweiseitiges Arbeitsblatt und eine Netzfrequenzmessung im Internet verwendet. Da das
Thema nicht einfach ist, verlangt es ein höheres Maß an Lehrersteuerung, als andere Inhalte. Als
Methode dient hauptsächlich der Lehrervortrag, der an zwei Stellen von einer aktiven Phase der
Schüler unterbrochen wird. Die Ergebnisse der dabei bearbeiteten Aufgaben werden in einem fragend-entwickelnden
Unterrichtsgespräch diskutiert.
3.6.2 Vorschlag für einen Stundenverlauf
Die Frage „Kann man die Elektrogeräte, die wir in Deutschland verwenden, überall auf der Welt ans
Stromnetz anschließen?“ wäre eine Idee für den Einstieg in die Unterrichtsstunde. Es ist sehr wahrscheinlich,
dass einige Schüler bereits Fernreisen gemacht haben und wissen, dass dem nicht so ist.
Dies hängt mit der Netzfrequenz zusammen, die zum Beispiel in Nordamerika einen Wert von
60 Hz hat. Damit wäre der Inhalt der Stunde, die Netzfrequenz, bereits bestimmt. Es soll geklärt
werden, wie die Netzfrequenz von genau 50 Hz erzeugt wird, wie sie konstant gehalten und wie
dies durch möglichst genaue Prognosen vereinfacht werden kann.
Da Schulbücher dieses Thema in der hier behandelten Form nicht beinhalten, wurde ein zweiseitiges
Arbeitsblatt erstellt, das vor allem auch längere Informationstexte aufweist. Das Arbeitsblatt ist
am Ende des Abschnitts 3.6 eingefügt.
Zunächst soll geklärt werden, wie die Frequenz von 50 Hz erzeugt werden kann. Dazu findet sich
auf dem Arbeitsblatt ein Text. Üblicherweise kennen die Schüler aus dem regulären Unterricht nur
Generatoren mit einem Polpaar als Läufer. Als Erstes wird die Überlegung angestellt, wie schnell
sich eine Turbine in Nordamerika im Vergleich zu einer in Europa drehen muss, um die jeweils gewollte
Netzfrequenz zu bekommen. Diese Frage ist natürlich relativ einfach. In Nordamerika sind
es 3.600 Umdrehungen. Allerdings soll diese Überlegung bereits auf die nächste Aufgabe hinführen,
die von den Schülern in Partnerarbeit versucht werden soll. Die nun folgende Aufgabe hat die Än-
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