JUFOTech Jugend forscht in der Technik

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1 Datenblatt (dient als Titelblatt für die Projektarbeit) Seite 1/2 JUFOTech Jugend forscht in der Technik wko.at/tirol/jufotech DATENBLATT Wir nehmen am Wettbewerb Jugend forscht in der Technik Auf den Spuren des kleinen Albert teil! Titel der Projektarbeit: Elektromobilität Fachgebiet: Technik Projektbetreuer: Florian Fuchs Name: St. Margarethen 108 Schulklasse: VS-St. Margarethen Schule: Klasse 4B Straße: 6220 Buch in Tirol 13 Kinder PLZ/Ort: /62179 oder 0676/ Schulstufe: 6220 Buch in Tirol PLZ/Ort: Telefon: Kleingruppe: Weitere Gruppenmitglieder: Projektleiter (Vor-/Nachname) (Vor-/Nachname) Straße (Vor-/Nachname) PLZ/Ort (Vor-/Nachname) (Vor-/Nachname) Telefon (Vor-/Nachname) Schule, Schulstufe (Vor-/Nachname) Desiree Stofner und Marlene Hopfgartner T DW 1231 und DW 1264 M desiree.stofner@wktirol.at u. marlene.hopfgartner@wktirol.at

2 Datenblatt (dient als Titelblatt für die Projektarbeit) Seite 2/2 wko.at/tirol/jufotech Kurzfassung unserer Arbeit: siehe schriftliche Arbeit "Einleitung" Eine Aktion der Kooperationspartner: Wirtschaftskammer Tirol, Förderverein Technik Tirol Desiree Stofner und Marlene Hopfgartner T DW 1231 und DW 1264 M desiree.stofner@wktirol.at u. marlene.hopfgartner@wktirol.at

3 Jugend forscht 2013/2014 Fachgebiet: Technik Projekttitel: Elektromobilität Volksschule St. Margarethen Klasse 4b 6220 Buch in Tirol März 2014

4 1 Inhalt 1 Inhalt Einleitung Grundlagen Woher kommt der Strom? Der Stromkreis Elektromotor Wie funktioniert ein Elektromotor Wir zerlegen Elektrogeräte Wir bauen den einfachsten Motor Umsetzung Elektroscooter Motor und Schalter Zusammenbau Die erste Fahrt Zusammenfassung Seite 2

5 2 Einleitung Ein Mitschüler durfte auf einer Fahrzeugmesse mit einem Elektromotorrad fahren er war begeistert, wollte auch so eines haben und erzählte davon seinen Mitschülern und seinem Lehrer. Dieser meinte nur: So einen Scooter können wir uns ja auch bauen! Und so war die Idee geboren. Die 4B Klasse beschloss, einen Elektro-Scooter zu bauen. Aber wie sollte man an die Sache herangehen? Zuerst wurden einmal allgemeine Informationen gesammelt und erprobt: Wie wird ein Elektrofahrzeug angetrieben? Wie funktioniert ein Stromkreis? Welche Energiequellen gibt es? Wir brauchen eine Antrieb Wie funktioniert ein Motor? Nun hatten wir eine Vorstellung, was wir für unseren Scooter-Bau alles brauchen, wie es funktionieren muss, vorauf wir achten müssen,. Die schwierigste Frage war aber noch nicht geklärt. Wie treiben wir unseren Scooter an?! Und hier konnten wir unseren Erfindergeist ausleben. Ideen wurden gesammelt und verworfen, es schien uns zuerst unmöglich, einen Antrieb für unser Gefährt zu finden doch dann die zündende Idee: ein Akkuschrauber! Nun mussten wiederum Fragen der Kraftübertragung und technische Lösungen für eine sichere Befestigung erforscht, gefunden und gelöst werden. Und dann war es endlich soweit: Wir konnten die ersten Runden mit unserem selbsterfundenen und gebauten Scooter fahren! Juhuuuuu!! Wir die 4B Klasse haben dabei eine neue Welt entdeckt und erforscht! Mit Technik haben wir uns bis dato noch wenig beschäftigt es hat uns unglaublichen Spaß gemacht! Seite 3

6 3 Grundlagen 3.1 Woher kommt der Strom? Der Stromkreis Die Kinder überlegen, welche Art der Stromerzeugung (Wind, Wasser, Atomstrom, Solarzellen, ) am umweltfreundlichsten ist und verbalisieren Vor- und Nachteile. Mit Hilfe von Fischer-Technik bauen die Kinder durch selbständiges Probieren einen Stromkreis (den Strom liefert eine Solarzelle) und bringen einen Motor in Bewegung. Dadurch verstehen sie die Weiterleitung von Strom zum Verbraucher. Abbildung 1 Aufbau einer einfachen Photovoltaikanlage zur Stromgewinnung Abbildung 2 Einfache Stromkreise Seite 4

7 Im Werkunterricht baut jedes Kind seine eigene Nachttischlampe. Auch hier werden die Grundlagen zum Stromkreis erörtert. Abbildung 3 Die Kinder bauen eine Nachttischlampe 3.2 Elektromotor Wie funktioniert ein Elektromotor Die Kinder experimentieren mit kleinen Dauermagneten. Sie erkennen: jeder Magnet, auch noch so klein, hat einen Nord- und Südpol Analogie Kompass (Daher auch der Name!) N-S zieht sich an N-N, S-S stoßt sich ab Abbildung 4 Versuche mit Dauermagneten Seite 5

8 Fragestellung: Wie könnte mit 3 Stabmagneten ein Motor gebaut werden? Problem: der mittlere Magnet müsste umgedreht bzw. umgepolt werden! Lösung: Elektromagnet! Grundlagen Elektromagnet Die Kinder experimentieren mit einer einfachen Drahtschleife und stellen fest, dass bei Stromzufuhr die Schleife zum Magneten wird. Durch das Umdrehen der Stromrichtung wird auch das Magnetfeld umgepolt. Abbildung 5 Einfache Elektromagnete Einfacher Linearmotor Abbildung 6 Linearmotor mit selbstgebautem Elektromagnet Seite 6

9 Abbildung 7 Motorexperimente Abbildung 8 Motorexperimente Wir zerlegen Elektrogeräte Wir zerlegen verschiedene Elektrogeräte (Spielzeug, CD-ROM-Laufwerk, Akkuschrauber, Küchenmaschine) und analysieren die eingebauten Motoren. Erkenntnis: Für verschiedene Geräte gibt es ganz unterschiedliche Motoren! Abbildung 9 Elektrogeräte zerlegen Seite 7

10 Abbildung 10 Elektrogeräte zerlegen Wir bauen den einfachsten Motor Für den einfachsten Motor der Welt benötigen wir nur eine Batterie, eine Schraube, einen starken Permanentmagneten und ein Stück Draht. Durch Überlegen, Versuchen, Experimentieren gelingt es schließlich, den Motor in Gang zu bringen! Abbildung 11 Der einfachste Motor der Welt Seite 8

11 4 Umsetzung Elektroscooter 4.1 Motor und Schalter Problemstellung: Unser Scooter braucht einen Motor! Am Modell (Fischer-Technik-Scooter) werden die Probleme der Kraftübertragung erkannt, erprobt und gelöst! Kinder überlegen und beraten, und schließlich kommt die zündende Idee: Wir verwenden einen Akkuschrauber. Abbildung 12 Verschiedene Antriebsarten Problemstellung: Wie bediene ich den Scooter! Idee: Schalter des Akkuschraubers muss an die Lenkstange montiert werden Ausbau des Schalters, Verlängerung des Kabels und Befestigung an der Lenkstange. Abbildung 13 Akkuschrauber zerlegen und den Schalter verlängern Seite 9

12 4.2 Zusammenbau Problemstellung: Wie montieren wir den Akkuschrauber? Die Kinder kommen schnell zu der Lösung, den Akkuschrauber mit Hilfe von Holzleisten zu fixieren. Abbildung 14 Zusammenbau des Elektroscooters Abbildung 15 Montage des Akkuschraubers mit Holzleisten Abbildung 16 Zusammenbau des Elektroscooters Montage des Schalters an der Lenkstange Seite 10

13 4.3 Die erste Fahrt Und es funktioniert! Zwar nicht in rasender Geschwindigkeit aber doch: Wir drehen unsere ersten Runden durch den Werkraum. Abbildung 17 Die erste Fahrt Das macht Spaß 5 Zusammenfassung Wir erkennen, dass es durchaus eine Rolle spielt, wie Strom erzeugt wird! Wir verstehen das Prinzip eines Stromkreises und können selbst eine Glühbirne zum Leuchten bringen! Wir zerlegen elektrische Geräte und erforschen ihr Innenleben! Wir zerlegen Motoren! Wir bauen einfache Motoren! Wir suchen und finden einen Antrieb für unseren Scooter und erkennen, dass auch unkonventionelle Ideen und Lösungsansätze zum Erfolg führen können! Wir erleben, dass die Beschäftigung mit Technik interessant und abwechslungsreich ist, dass das Hantieren und Experimentieren spannend sein kann, dass der Weg von der Projektidee bis zum Ziel ein langer sein kann, dass Ideen auch in die Tat umgesetzt werden können und es für jeden Bereich Spezialisten gibt (Kinder haben die Idee, andere überlegen sich das WIE und wieder andere sind handwerklich geschickt) dass wir als Gemeinschaft ein gemeinschaftliches Projekt realisiert haben. Seite 11