Stell dir vor, ein Einspritzventil im Benzinmotor muss bis zu 50-mal pro Sekunde exakt die richtige Kraftstoffmenge liefern. Das Steuergerät gibt den Befehl, doch die Ventilnadel reagiert nicht sofort: Sie öffnet und schließt verzögert. Besonders beim Kaltstart, wenn die Bordspannung einbricht, wird diese Verzögerung zum Problem. Warum ist das so? Und wie können wir diese Verzögerungen berechnen und sogar verkürzen?

Mit diesem Materialpaket tauchst du und deine Schüler*innen tief in die Welt der Selbstinduktion ein. Du erhältst eine komplette Unterrichtseinheit, die das komplexe Thema greifbar macht und direkt an einem spannenden Alltagsbeispiel erklärt.

Das erwartet dich:

• Realitätsnahes Problem: Eine fesselnde Einführung, die das Phänomen der verzögerten Ventilöffnung im Benzinmotor beleuchtet und die zentrale Leitfrage stellt.
• Umfassende Erklärungen (M1-M3): Klare und verständliche Darstellungen des Einspritzventils, des Messprotokolls und verschiedener Löschschaltungen.
• Vielfältige Aufgaben (1-6 & Z): Abwechslungsreiche Aufgaben, die von der Beschreibung des Aufbaus bis zur Berechnung von Verzögerungen und der Beurteilung von Löschschaltungen reichen. Ideal für Einzel- oder Partnerarbeit.
• Impulskarten: Praktische Hilfestellungen für deine Schüler*innen, um selbstständig Lösungen zu erarbeiten.
• Detaillierte Lösungen: Für eine einfache und schnelle Korrektur.
• Lehrkraft-Material: Ein ausführlicher Verlaufsplan und didaktische Hinweise, die dich optimal auf die Stunde vorbereiten.
• Anwendungsbezug: Deine Schüler*innen erkennen die Relevanz physikalischer Prinzipien in der modernen Technik.

Am Ende dieser Einheit können deine Schüler*innen:

• Selbstinduktion verstehen: Den verzögerten Stromanstieg in einer Ventilspule durch Selbstinduktion erklären und die Kenngrößen Widerstand (R), Induktivität (L) und Zeitkonstante (τ) aus Messkurven bestimmen.
• Verzögerungen berechnen: Den Öffnungsverzug des Ventils für unterschiedliche Bordspannungen präzise berechnen und die Auswirkungen eines Kaltstarts analysieren.
• Spannungsstöße beurteilen: Die Entstehung von Spannungsstößen beim Abschalten von Spulen abschätzen und verschiedene Löschschaltungen (z.B. mit Freilaufdiode oder Z-Diode) hinsichtlich ihrer Funktion und Effizienz beurteilen.
• Technische Zusammenhänge erkennen: Die physikalischen Prinzipien hinter der Funktionsweise eines Einspritzventils und dessen Steuerung im Benzinmotor nachvollziehen.