L e h r p l a n. Elektrotechnik. Fachschule für Technik. Fachrichtung Elektrotechnik. Fachrichtungsbezogener Lernbereich

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1 L e h r p l a n Elektrotechnik Fachschule für Technik Fachrichtung Elektrotechnik Fachrichtungsbezogener Lernbereich Ministerium für Bildung, Kultur Wissenschaft Hohenzollernstraße 60, Saarbrücken Postfach , Saarbrücken Telefon (0681) Telefax (0681) presse@bildung.saarland.de Saarbrücken 2003 Hinweis: Der Lehrplan ist online verfügbar unter LP-Saarland: FST-Elektrotechnik - Elektrotechnik, 2003 Seite (1 / 9)

2 Einleitende Hinweise Dem vorliegenden Lehrplan Elektrotechnik in der Fachschule für Technik liegt die Verordnung Schul- Prüfungsordnung über die Ausbildung Prüfung an Fachschulen für Technik (APO-T) vom 01. August 2003 zu Gre. Als Schulform folgt die Fachschule für Technik der KMK-Rahmenvereinbarung über Fachschulen, Beschluss der Kultusministerkonferenz vom Der Lehrplan Elektrotechnik verfolgt das Ziel, die mathematisch-physikalischen Grlagen der Gleich- Wechselstromtechnik zu vermitteln, um eine Grlage für den Unterricht in den weiterführenden technischen Fächern zu schaffen. Die zur Anwendung kommenden mathematischen Verfahren orientieren sich am Mathematikunterricht der Grstufe im Fach Technische Mathematik. Zum Erreichen der Lernziele sind Übungen notwendig. Auf nachstehende formale Vorgaben wird verwiesen: Die Lernziele sind mit Blick auf einen stringenten Umfang des Lehrplans als Groblernziele formuliert. Die didaktischen Schwerpunkte dieser Lernziele heben hervor, worauf es im Unterricht ankommt. Diese didaktischen Schwerpunkte sind: Wissen, Können, Erkennen Werten. Die Zeitrichtwerte sind als vorgeschlagene zeitliche Empfehlungen zu verstehen. Sie sind als Jahressten ausgewiesen, um Vergleiche mit Schulformen anderer Besländer zu ermöglichen. Die Lehrplankommission hat Stenanteile für Wiederholungen Leistungsüberprüfungen in den ausgewiesenen Gesamtsten berücksichtigt. Saarbrücken, Mai 2003 LP-Saarland: FST-Elektrotechnik - Elektrotechnik, 2003 Seite (2 / 9)

3 LERNGEBIETSÜBERSICHT Lfd. Nr. Lerngebiet Zeitrichtwert * Sten Grstufe: Elektrotechnik Elektrische Größen im Gleichstromkreis Widerstandsschaltungen Elektrisches Feld Summe 120 Fachstufe: Elektrotechnik Magnetisches Feld Wechselstromtechnik Drehstromtechnik Summe 160 * Zeitrichtwert i. S. eines Vorschlages LP-Saarland: FST-Elektrotechnik - Elektrotechnik, 2003 Seite (3 / 9)

4 Grstufe Lerngebiet 1: Zeitrichtwert: 40 Sten Elektrische Größen im Gleichstromkreis 1.1 Beherrschung elektrischer Größen - Aufbau des SI-Systems (Grgrößen -einheiten, abgeleitete Größen) - Aufzeigen der Bedeutung des SI-Systems in der Technik - Größen-, Einheiten- Zahlenwertgleichungen - Strom, Stromdichte, Spannung, Potenzial, Widerstand, Leitwert, spezifischer Widerstand - Temperaturabhängigkeit von Widerständen - Ohm sches Gesetz - Kirchhoff sche Regeln - Zählpfeilsysteme (EZS, VZS) - Spannungsquellen (Kenngrößen) - Stromquellen (Kenngrößen) - Elektrische Arbeit (Energie) - Belastbarkeit von Leitungen DIN VDE Gültigkeitsbereich, U-I-Kennlinien, (lineare nichtlineare Widerstände) - Energieumwandlung: Thermoeffekt elektrochemische Wandler Fotoeffekt - Elektrische Leistung - Wirkungsgrad - Anpassung LP-Saarland: FST-Elektrotechnik - Elektrotechnik, 2003 Seite (4 / 9)

5 Grstufe Lerngebiet 2 : Widerstandsschaltungen Zeitrichtwert: 44 Sten 2.1 Einsicht in die Berechnung von Widerstandsschaltungen Methoden zur Netzwerkberechnung anwenden - Ersatzwiderstände - Spannungs-, Stromteiler - Brückenschaltung - Netzwerke: Dreieck-Stern- Umwandlung Methode nach Kirchhoff Kreisstromverfahren Überlagerungssatz Ersatzquellen - Einsatz von PCs bzw. programmierbaren Taschenrechnern LP-Saarland: FST-Elektrotechnik - Elektrotechnik, 2003 Seite (5 / 9)

6 Fachstufe Lerngebiet 3 : Elektrisches Feld 3.1 Einsicht in die Größen des elektrischen Feldes sowie ihre Zusammenhänge beschreiben Berechnung von Schaltungen mit Kondensatoren - Elektrostatische Felder: homogenes Feld inhomogenes Feld - Darstellungen anhand des Feldlinienmodells - Feldstärke, Influenz, Materie im elektrostatischen Feld (Kraftwirkung) Zeitrichtwert: 36 Sten - Beispiele: Durchschlagsfestigkeit bei Kondensatoren, Elektrometer, Braun sche Röhre, Elektrofilter - Kondensator: Aufbau Kapazität Dielektrikum - Ersatzkapazität - Ladevorgänge - Zeitkonstante - Bauformen von Kondensatoren - RC-Glieder - Untersuchungen der Ladungs- Energieverteilung - Auswertung der grafischen Darstellungen LP-Saarland: FST-Elektrotechnik - Elektrotechnik, 2003 Seite (6 / 9)

7 Fachstufe Lerngebiet 4: Magnetisches Feld 4.1 Verständnis der Größen des statischen magnetischen Feldes die Berechnung einfacher magnetischer Kreise - Statische magnetische Felder: homogenes Feld inhomogenes Feld - Darstellung anhand des Feldlinienmodells - Magnetische Größen - Beziehung B-H - Durchflutungsgesetz Zeitrichtwert: 50 Sten - Unterschied Analogie zum e- lektrostatischen Feld aufzeigen - Mit vorgegebenen Magnetisierungskennlinien arbeiten 4.2 Einsicht in die Abgrenzung elektromagnetischer Vorgänge sowie die Anwendung des Induktionsgesetzes - Berechnung magnetischer Kreise ohne mit Luftspalt: unverzweigt verzweigt - Induktionsgesetz (allgemein): Induktion der Bewegung Induktion der Ruhe - Selbstinduktion - Induktivität - Berechnungen Schaltungen - Ein- Ausschaltvorgänge - Gegeninduktivität - Wirbelströme - Analogie zum e- lektrischen Stromkreis aufzeigen - Zusammenhang zwischen Flussänderung Induktionsspannung erläutern - Bauformen von Induktivitäten - τ= L/R Sonderfall Supraleitung - Braun sche Röhre 4.3 Einsicht in Energie Kräfte des magnetischen Feldes ihre Berechnung - Kräfte auf bewegte Ladung im Magnetfeld - Kräfte zwischen stromdurchflossenen Leitern - Kraftwirkung von Hubmagneten - Messwerke - Kräfte auf Stromschienen im Kurzschlussfall LP-Saarland: FST-Elektrotechnik - Elektrotechnik, 2003 Seite (7 / 9)

8 Fachstufe Lerngebiet 5: Wechselstromtechnik 5.1 Einsicht in die Grbegriffe der Wechselstromtechnik ihre Darstellungsmöglichkeiten - Frequenz, Periode, Kreisfrequenz - Phasenwinkel - Mittelwerte periodischer Funktionen - Formfaktor, Scheitelfaktor - Darstellungsformen: Einheitskreis Liniendiagramm Zeigerdiagramm Zeitrichtwert: 60 Sten - Umrechnung des Winkels von Grad in Bogenmaß 5.2 Verständnis des Verhaltens von Wechselstromgrößen im Stromkreis mit Widerstand, Induktivität /oder Kapazität ihre Berechnung - Komplexe Darstellung von: Widerständen Strömen Spannungen - Phasenverschiebung - Zeigerdiagramm - Liniendiagramm - Netzwerke mit Hilfe komplexer Zahlen berechnen - Reihen Parallelresonanz - Addition von Wechselgrößen im Linien- Zeigerdiagramm - Wechselstrom- Messbrücken, Phasenschieberschaltung, Tief Hochpass - Spannungs-, Stromüberhöhung;Kompensatio n, Bandpass Bandsperre 5.3 Verständnis der Berechnung des Leistungsumsatzes im Wechselstromkreis - Schein-, Wirk- Blindleistung - Leistungsfaktor - Blindleistungskompensation - Wirtschaftliche ökologische Bedeutung der Kompensation LP-Saarland: FST-Elektrotechnik - Elektrotechnik, 2003 Seite (8 / 9)

9 Fachstufe Lerngebiet 6: Drehstromtechnik Zeitrichtwert: 50 Sten 6.1 Einsicht in das Übertragen der Gesetzmäßigkeiten des Wechselstromkreises auf den Drei- phasen- Wechselstromkreis die Berechnung der Kenngrößen von Dreiphasen- Wechselstromschaltungen - Entstehung des Dreiphasen-Wechselstromes - Sternschaltung - Dreieckschaltung - Stern-Dreieck- Umwandlung - Symmetrische, unsymmetrische Belastung - Leistungen im Dreiphasen- Wechselstromkreis - Leistungsfaktor, Kompensation - Durch Oberwellen hervorgerufene Neutralleiterströme - Auf die Bedeutung für die Energieerzeuger, für die Energieübertragung die Energieverbraucher hinweisen. - Mehrphasensysteme ansprechen - Sternpunktverschiebung ansprechen - Komplexe grafische Darstellung LP-Saarland: FST-Elektrotechnik - Elektrotechnik, 2003 Seite (9 / 9)