Du suchst nach spannendem Material für deine Physik-Oberstufe? Mit diesem Arbeitsblatt tauchen deine Schüler*innen tief in die Welt der Zündspule im Ottomotor ein. Sie entdecken, wie ein kleiner Funke entsteht und warum moderne Motoren eine spezielle Zündtechnik nutzen. Die zentrale Frage dabei ist: Wie lange muss eine Zündspule geladen werden, damit der Funke sicher zündet – und warum bekommt heute jeder Zylinder seine eigene Spule?

Das erwartet dich und deine Schüler*innen:

• Ein praxisnahes Problem aus dem Alltag: Die Zündspule im Ottomotor als Anwendungsbeispiel für Elektromagnetismus.
• Umfassende Aufgaben, die von der Analyse des Einschaltstroms bis zur Energiebilanz von Zündsystemen reichen.
• Fokus auf Schlüsselkonzepte der Elektrodynamik:
  • Selbstinduktion und die Maschenregel.
  • Die Zeitkonstante und der Endwert des Stroms in einer Spule.
  • Berechnung und grafische Darstellung der Energie im Magnetfeld.
  • Anwendung von Differentialgleichungen zur Beschreibung des Stromverlaufs.
• Differenzierungsmöglichkeiten durch Impulskarten in zwei Stufen, die eine individuelle Förderung ermöglichen.
• Ausführliche Lösungen für alle Aufgaben, die eine schnelle Selbstkontrolle und effiziente Korrektur unterstützen.
• Ideal für den Physik-Leistungskurs oder als anspruchsvolles Material in der Qualifikationsphase (Q1/LK, UV IV).
• Perfekt geeignet für eine 90-minütige Unterrichtseinheit, zum Beispiel als Vertretungsstunde.
• Fördert Einzel- und Partnerarbeit und regt zur Diskussion an.

Das lernen deine Schüler*innen mit diesem Material:

• Sie bestimmen aus dem Einschaltstrom einer Spule den Endwert, die Zeitkonstante, den Widerstand und die Induktivität.
• Sie berechnen und stellen grafisch dar, wie sich die Energie im Magnetfeld während des Ladens entwickelt, und ermitteln daraus die nötige Ladezeit.
• Sie vergleichen verschiedene Zündsysteme anhand einer Energiebilanz und beurteilen kritisch technische Werbeaussagen.
• Sie wenden die Maschenregel und die Differentialgleichung zur Beschreibung des Stromverlaufs in einer Spule an.
• Sie erklären physikalische Zusammenhänge wie die Selbstinduktion und die Energieumwandlung in einer Zündspule.