Grundlagen der Elektrizitätslehre
In der 9. Klassenstufe lernen Schülerinnen und Schüler fortgeschrittene Inhalte der Elektrizitätslehre. Die Nutzung der Elektrizität ist sicherlich eine der nützlichsten Errungenschaften der Menschheit. Diese unsichtbare Kraft ermöglicht es uns, Licht zu erzeugen, elektrische Geräte wie Computer zu betreiben, Autos zu fahren und mittels Wärmepumpe effizient unsere Wohnungen zu heizen.
Da die Elektrizität seit dem 19. Jahrhundert in für damalige Vorstellungen unglaublichem Maße in unser tägliches Leben Einzug gefunden und dieses vollständig umgekrempelt hat, ist es für Schülerinnen und Schüler wichtig uns spannend zu verstehen, wie die Elektrizität genau funktioniert. Es ist eine so große Erleichterung, die Wäsche von der Waschmaschine waschen zu lassen, die Spülmaschine das Geschirr reinigen zu lassen und einen spannenden Film anschauen zu können. All dies ist nur durch die Nutzung der Elektrizität möglich.
Die Grundbegriffe der Elektrizität wir Stromstärke, Spannung, Widerstand, Leistung und Schaltkreis haben die Schüler schon in früheren Klassenstufen gelernt. Nun geht es darum, dieses Wissen zu erweitern und mit Formeln wie dem Ohmschen Gesetz oder dem kirchhoffschen Gesetz konkrete Rechnungen durchzuführen und das Wissen anzuwenden.
Um beispielsweise einen unbekannten Widerstand zu messen, kann ein Schaltkreis verwendet werden, bei dem der unbekannte Widerstand mit bekannten Widerständen in einer Schaltung verbunden wird. Durch die Messung der Gesamtstromstärke und der Spannung in der Schaltung können die Regeln der Reihen- oder Parallelschaltung angewendet werden, um den Wert des unbekannten Widerstands zu berechnen.
Solche Anwendungsfälle in der Praxis geben einen Einblick über die tatsächlichen Probleme und Fragestellungen bei dem professionellen Umgang mit Elektrizität. Widerstand und Stromverbrauch sind dabei elementare Dinge, denn sie behindern die Möglichkeit der ungezügelte Nutzung der Elektrizität. Elektrizität muss zunächst erzeugt und dann effektiv genutzt werden. Die Reduzierung von Standby-Strom kann erhebliche Kosten in jedem Haushalt sparen. Schülerinnen und Schüler lernen in der neuten Klasse also sowohl die Vertiefungen der ihnen bereits bekannten Grundlagen der Elektrizitätslehre als auch das Anwenden von Formeln und das Rechnen mit wichtigen Größen der Elektrizität.
