Dr. Annette Regier
23.12.2010

Welcher Stromgenerator passt?

Stromgeneratoren sind notwendiger Bestandteil der meisten Kraftwerkstypen. Man kann jedoch nicht jeden Generator in jedem Kraftwerk sinnvoll einsetzen. Vereinfacht und sehr plakativ kombiniert das virtuelle Experiment Kraftwerke mit Generatoren verschiedener Bauart.

Screenshot aus dem Experiment "Stromgenerator"

Diese Animation kann verwendet werden, um das Thema Generator und Stromerzeugung zu vertiefen und das theoretische Wissen auf praktische Beispiele anzuwenden. Spielerisch kombinieren die Schülerinnen und Schüler verschiedene Kraftwerkstypen mit Generatoren, die sich in mehreren Baumerkmalen unterscheiden. Ihre Aufmerksamkeit wird dabei auf den Durchmesser, die Wicklungszahl und die Anzahl der Polpaare des Generators gelenkt. Die Spielerinnen und Spieler bekommen ein visuelles Feedback in Form einer dunklen oder einer erleuchteten Stadt sowie eine Erläuterung, welche Entscheidungen richtig oder falsch waren.

Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler sollen

ein Verständnis für die Problematik der Netzeinspeisung und der dafür notwendigen Frequenz entwickeln (Synchronisation von Schwingungen).
verstehen, wie die Baumerkmale einen Generator charakterisieren.
erfahren von welchen Faktoren die Leistung eines Stromgenerators abhängt.
spielerisch lernen, welcher Generator zu welchen Kraftwerkstyp passt.
die physikalischen Folgen der verschiedenen Baumerkmale der Generatoren erarbeiten.
den Zusammenhang zwischen Drehfrequenz des Generator und der Wechselstromfrequenz des Stromnetzes erkennen.

Kurzinformation

Thema	Verwendung des Stromgenerators in verschiedenen Kraftwerkstypen
Autor	Dr. Annette Regier
Fach	Physik
Zielgruppe	Klassen 9-10
Zeitraum	1 Stunde (variabel)
Technische Voraussetzungen	Computer mit Internetzugang (am besten für je 2 Personen), Flash-Player (kostenfreier Download), optional Beamer

Didaktisch-methodischer Kommentar

Das virtuelle Experiment ist so konzipiert, dass es aufgrund seiner starken Visualisierung sehr schnell und einfach per drag-and-drop oder Auswahlfunktion durchgeführt werden kann. Die Schülerinnen und Schüler können ein Kraftwerk ihrer Wahl (Wärme-, Wasser-, Windkraftwerk) mit einem Generator ausstatten, der sich in seinem Durchmesser, der Anzahl der Polpaare und der Wicklungen unterscheiden kann. Um einen echten Lernerfolg zu erzielen sollte das Spiel mehrfach wiederholt werden.

Durchführung des virtuellen Experiments
Hier finden Sie eine Beschreibung zum Ablauf des Experiments und Hintergrundinformationen zum Thema.

Internetadresse

Virtuelle Experimente zur Zukunft der Energie
Hier stehen das Experiment zum Generator sowie weitere Experimente rund um den Themenkomplex "Energie" kostenlos zur Verfügung.

Zusatzinformationen

Wikipedia: Elektrischer Generator
Hintergrundinformationen über Aufbau und Wirkungsweise eines elektrischen Generators liefert der Wikipedia-Artikel.
Leifiphysik.de: Generator
Dieses Java-Applet verdeutlicht die Funktionsweise eines Generators für elektrische Spannungen.
Zentrale für Unterrichtsmedien: Wechselstromgenerator
In dieser Animation wird das Entstehen eines sinusförmigen Wechselstroms aus einer Kreisbewegung demonstriert.

Informationen zur Autorin

Dr. Annette Regier unterrichtet an der Realschule Lohmar die Fächer Chemie und Physik.

Mehr Informationen im Autorenverzeichnis
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