Big Bang 7, Schulbuch

Kompetenzcheck 103 Kompetenzcheck Umfangreiche Kompetenzchecks auf bigbang.oebv.at ! Strom im Haushalt und Stromunfälle Wie funktioniert ein Defibrillator? Wann wird er eingesetzt? Verwende für deine Erklärung Abb. 4! Erkläre mit Hilfe der Abb. 5 die Funktionsweise eines Fehlerstrom- schutzschalters! Kompetenzbereich Elektromagnetische Wellen 28 Grundlagen der elektromagnetischen Wellen Entstehung von EM-Wellen Man sagt, eine Welle ist die Ausbreitung einer Störung. Was ist damit gemeint? Gib Beispiele zur Entstehung von Wellen an. Was wird bei der Entstehung einer elektromagnetischen Welle gestört? Beschreibe in Worten die 3. und 4. Maxwell’sche Gleichung. Verwende dazu Abb. 6! Erkläre mit Hilfe von Abb. 7, warum man durch eine beschleunigte Ladung einen elektromagnetischen Puls erzeugen kann. Verwende für deine Erklärung auch Abb. 6. Warum spielt die endliche Ausbreitungs- geschwindigkeit der Information durch das elektromagnetische Feld eine wichtige Rolle? Wichtige Eigenschaften von EM-Wellen Kurz vor 1900 suchte man verzweifelt nach einem Medium, das das Licht transportiert. Braucht Licht ein Medium? Warum suchte man nach einem solchen? Bei Schallwellen gibt es eine Schallmauer. Gibt es bei Licht auch eine „Lichtmauer“? Könnte ein Raumschiff diese durchbrechen? Welche der Möglichkeiten in Abb. 8 gibt es auch bei Lichtwellen? A8 Abb. 4: Schaltskizze und Einsatz eines Defibrillators A9 Abb. 5: Funktionsweise eines FI-Schalters A1 A2 Abb. 6: Eine bildliche Darstellung der 3. und 4. Maxwell’- schen Glei- chung A3 Abb. 7: Die Entstehung eines elektromagnetischen Pulses A4 A5 Abb. 8: Welleneffekte bei bewegter Quelle bei mechanischen Wellen Kompetenzbereich Elektrodynamik 27 Grundlagen der Elektrotechnik Generator und Elektromotor a) Erkläre möglichst einfach das Prinzip eines Generators! b) Erkläre möglichst einfach das Prinzip eines Elektromotors! c) Was stellen die Abbildungen dar? Ordne sie richtig zu und erkläre mit ihrer Hilfe, auf welchem Phänomen beide Geräte beruhen! Welche der folgenden Aussagen sind richtig oder falsch und warum? a) Ein Kraftwerk erzeugt elektrische Energie. b) Ein Kraftwerk erzeugt Energie. c) Die Haushalte brauchen immer mehr Strom. d) Die Haushalte verbrauchen immer mehr Strom. Erkläre, warum eine Leiterschleife, die in einem Magnetfeld rotiert, eine Induktionsspannung erzeugt! Verwende dazu Abb. 2 und die Begriffe elektromagnetische Induktion und magnetischer Fluss! Kompetenzbereich Energie Die Leistung des Wechselstroms Wie hängt die Stromleistung von der Frequenz des Wechselstroms ab? Anders gefragt: Wie würde sich die Leistung verändern, wenn sich die Frequenz des Wechselstroms veränderte? Warum hat der Wechselstrom eine Frequenz von 50Hz und nicht irgendeine andere? In Abb. 3 siehst du mögliche Verläufe der Leistungskurve beim Wechselstrom. Ordne diese richtig zu! 1) reiner Ohm’scher Widerstand; 2) rein kapazitiver Widerstand; 3) rein Induktiver Widerstand; 4) Mischung von Widerständen Kompetenzbereich Energie Der Transformator a) Warum wird die Spannung in Überlandleitungen auf mindestens 220kV hinauftransformiert, um bei zu den Haushalten wieder hinuntertransformiert zu werden? Warum überträgt man den Strom nicht gleich mit einer Spannung von 230V? Verwende für deine Erklärung die Formel für die Leistung P = U · I und für den Ohm’schen Widerstand R = U / I beziehungsweise U = I · R ! b) Berechne das Verhältnis der Leistungsverluste in den Leitungen, wenn du 230V bzw. 220.000V verwendest. Verwende dazu das Ergebnis aus A7 a. A1 Abb. 1: Was ist was? Auf welchem Effekt beruhen beide Maschinen? A2 A3 Abb. 2: Eine Leiterschleife rotiert in einem Magnetfeld. A4 A5 A6 Abb. 3: „Leitungshügel“ beim Wechselstrom A7 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv