Das Thema ist Bestandteil des Lehrplans der Klasse 12 am Gymnasium. Deshalb werden hier auch mathematische Argumentationen aus der Differenzial- und Integralrechnung verwendet. Prinzipiell könnte bei Überspringen einiger Herleitungen dieses Thema auch schon früher eingeführt werden. Ansonsten sind mathematische Kenntnisse zu folgenden Themen erforderlich: Umgang mit Gleichungen, Quadratzahlen und Wurzeln, Logarithmus und Exponentialfunktion.

Kondensatoren findet man in vielen elektronischen Schaltungen. Dort speichern sie kleine Mengen Energie, sorgen für zeitlich verzögerte Signalweiterleitung, bestimmen die Frequenz von Schwingkreisen und filtern Gleichspannungsanteile aus überlagerten Gleich- und Wechselspannungen heraus. Rundfunk, Fernsehen, Mobilfunk, Computer, das Internet und vieles andere wären ohne Kondensatoren nicht möglich. Wodurch kommen die Effekte zustande, die die Kondensatoren in der Elektronik bewirken? Was sind die physikalischen Grundlagen?

KOMPETENZPROFIL:

• Klassenstufe/Lernjahr: 12 (G9)
• Dauer: 10 Unterrichtsstunden
• Kompetenzen:
  • 1. Physikalische Zusammenhänge erkennen
  • 2. einfache elektronische Schaltung verstehen
  • 3. Messdaten erheben
  • 4. mathematische Beschreibungen finden
  • 5. Daten auswerten
• Thematische Bereiche: elektrostatische Kräfte, elektrische Felder, Energiespeicherung im Kondensator
• Medien: Texte, Bilder, Videos, Audio
• Zusatzmaterialien: 2 Excel-Dateien und eine Audio-Datei zur elektrostatischen Auf-
  und Endladung