Austausch herkömmlicher Leuchtstofflampen durch LED-Lampen

Kompetenzbereich/Fach:
Berufsfachliche Kompetenz

Klasse/Jahrgangsstufe:
1. Ausbildungsjahr

Schulart/Berufsfeld/Beruf:
Berufsschule / Elektrotechnik / Elektroniker/Elektronikerin für Automatisierungstechnik

Lehrplan-/Lernfeldbezug:
LF1 - Elektrotechnische Systeme analysieren und Funktionen prüfen
LF4 - Informationstechnische Systeme bereitstellen

Zeitumfang:
4 UE Theorie und 2 UE Labor

Betriebssystem/e:
Windows 10

Apps:
fachlich: Simulationsprogramm (z. B. SimElektro, www.falstad.com/circuits), Tabellenkalkulation (z. B. MS Excel, LibreOffice Calc), digitales Rechenbuch (z. B. Europa Rechenbuch Elektrotechnik), Geogebra
überfachlich: Officeanwendungen (MS Office oder LibreOffice), Videosoftware (z. B. Adobe Spark, Explain Everything), Browser, Kollaborationsraum (z. B. https://www.twiddla.com)

Technische Settings:
Beamer, Whiteboard, Schülertablets (1:1), WLAN, Elektrolabor

Kurzbeschreibung und Lernziele dieser Unterrichtssequenz für den Tablet-Einsatz :

Lernsituation: Im Kontinuierlichen Verbesserungsprozess (KVP) wird vorgeschlagen, die Leuchtstofflampen in Klassenzimmern und Gängen gegen LED-Lampen auszutauschen. Die Schülerinnen und Schüler (SuS) sollen ermitteln, wie lange die Lebensdauer einer LED-Lampe sein müsste, damit ein Tausch ökonomisch sinnvoll ist.

Anhand der Lernsituation werden die Begriffe Energie, Arbeit und Leistung eingeführt.

Die SuS recherchieren die Leistung und den Energiebedarf typischer Betriebsmittel, insbesondere der in der Lernsituation genannten Leuchtmittel. Sie berechnen Leistung, Energiebedarf und Kosten unterschiedlicher Verbraucher. Mithilfe der Ergebnisse ihrer Recherche bestimmen sie grafisch nach welchem Zeitraum sich eine LED-Lampe amortisiert.

Im Laborunterricht messen die SuS die Leistung an Betriebsmitteln mit Spannungsmessgerät und Strommessgerät sowie mit einem Leistungsmessgerät. Sie dokumentieren den Umgang mit dem Leistungsmessgerät.

Hinweis: Die Laborstunden finden in Abhängigkeit der Deputats- und Raumverteilung zu einem geeigneten Zeitpunkt innerhalb der Unterrichtseinheit statt.

Lernziele:

LZ 1: Energie, Arbeit und Leistung

• Die SuS nennen unterschiedliche Energieformen.
• Die SuS übertragen Bezeichnungen für Energieformen vom Englischen ins Deutsche.
• Die SuS geben die Definition, das Formelzeichen und die Einheit der genannten Größen an.
• Die SuS nennen die Leistung und den Energieverbrauch typischer Betriebsmittel.
• Die SuS berechnen die Leistung, den Energieverbrauch und die Energiekosten von Betriebsmitteln in gegebenen Szenarien.

LZ 2: Ökologische und ökonomische Betrachtungen

• Die SuS formulieren Verbrauch und Kosten als mathematischen Zusammenhang.
• Die SuS stellen mathematische Zusammenhänge in Simulationsprogrammen und Tabellenkalkulationen dar.
• Die SuS beurteilen Betriebsmittel nach ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten.

LZ 3: Recherche und Dokumentation

• Die SuS ermitteln den Bedarf und den aktuellen Preis elektrischer Betriebsmittel.
• Die SuS dokumentieren die Handhabung eines Leistungsmessgerätes.

LZ 4: Digitale Kompetenz (Medien, Software)

• Die SuS kooperieren auf einer digitalen Plattform zum Informationsaustausch.
• Die SuS visualisieren den Zusammenhang zwischen verschiedenen Energieformen (LZ 1.1)
• Die SuS überprüfen ihre Rechenergebnisse (LZ 1.4) mithilfe der elektrotechnischen Simulations-software SimElektro.
• Die SuS nutzen Tabellenkalkulation und/oder mathematische Software zur Kostenkalkulation.   (LZ 3.1)
• Die SuS wählen eine geeignete digitale Form der Dokumentation und erarbeiten den Umgang mit diesem Medium.
• Die SuS erstellen in dem gewählten Medium eine Dokumentation. (LZ 3.2)