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  • 1.2: Eingangsschaltung der Powerbank analysieren

    •   Ich kann...

      In diesem Lernschritt lerne ich Folgendes:

      • Ich kann mit der Tabelle Spezifikation Universal Serial Bus (USB) umgehen.
      • Ich kann auf dem Schaltplan die Bauteile für die Eingangsschaltung erkennen.
      • Ich kann verschiedene Arten von Dioden unterscheiden.
      • Ich kann verschiedene Arten von Kondensatoren unterscheiden.
      • Ich kann mich in Tabellen zurechtfinden.
      • Ich kann einen Schaltplan analysieren.
      • Ich kann Inhalte mit meinem Lernpartner diskutieren.
      • Ich kann Arbeitstechniken in komplexen Situationen anwenden.

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    • Lernziel ALernziel BEinzelarbeitInformation

    • Das Steckernetzteil

      Steckernetzteil

      © Raimond Spekking / CC BY-SA 4.0 (via Wikimedia Commons)

      Die Powerbank kann über das Steckernetzteil Ihres Smartphones geladen werden.

      Doch wie viel Spannung und wie viel Strom liefert dieses Steckernetzteil?

      Die Antwort auf diese Frage steht in der Spezifikation des Universal Serial Bus (USB).

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    • Lernziel ALernziel BEinzelarbeitInformation

    • Spezifikation Universal Serial Bus (USB)

      Spannung

      Stromstärke

      Leistung

      Nennwert

      zulässig

      max.

      max.

      USB 1.0 / 1.1 (Low-Powered-Port)

      5 V

      4,4 V bis 5,2 V

      0,1 A

      0,5 W

      USB 2.0 (High-Powered-Port)

      4,7 V bis 5,2 V

      0,5 A

      2,5 W

      USB 3.0 / 3.1

      4,4 V bis 5,2 V

      0,9 A

      4,5 W

      USB-BC 1.2 (USB Battery Charging)

      1,5 A

      7,5 W

      USB Typ C

      3 A

      15 W

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    • Lernziel ALernziel BEinzelarbeitmit Stift bearbeiten

    • Aufgabe 1

      Ermitteln Sie, wie viel Spannung und wie viel Strom ein USB-Steckernetzteil der Version 3.0 oder 3.1 zur Verfügung stellt. Nennen Sie auch den Toleranzbereich. 




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    • Lernziel ALernziel BPartnerarbeitDialogisches Sprechen

    • Aufgabe 2

      Suchen Sie sich einen Lernpartner und vergleichen Sie Ihre Lösung aus Aufgabe 1.

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    • Lernziel ALernziel BEinzelarbeitInformation

    • Den Schaltplan der Powerbank analysieren

      Ein Schaltplan ist eine grafische Darstellung einer elektronischen Schaltung.

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    • Lernziel ALernziel BEinzelarbeitmit Stift bearbeiten

    • Aufgabe 3

      Drucken Sie den Schaltplan aus. 

    • Icon Datei
      Schaltplan der Powerbank

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    • Lernziel ALernziel BEinzelarbeitmit Stift bearbeiten

    • Aufgabe 4

      Im oberen Schaltplan haben sich 5 Fehler eingeschlichen. Vergleichen Sie das obere Bild mit dem unteren Bild, indem Sie den roten Schieber bewegen.

      Nehmen Sie einen Leuchtmarker und markieren Sie die Fehler auf Ihrem gedruckten Schaltplan. 






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    • Lernziel ALernziel BEinzelarbeitInformation

    • Den Eingang der Powerbank erkennen

      Der Eingang der Powerbank besteht aus:

      • USB-Buchse „X1“
      • PIN1 und PIN2 zur Strommessung
      • Z-Diode „R1“
      • Kondensator „C1“

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    • Lernziel ALernziel BEinzelarbeitmit Stift bearbeiten

    • Aufgabe 5

      Nehmen Sie rote Farbe, ziehen Sie einen Kreis um diese Bauteile und beschriften Sie den Kreis.

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    • Lernziel ALernziel BPartnerarbeitDialogisches Sprechen

    • Aufgabe 6

      Suchen Sie sich einen Lernpartner und vergleichen Sie Ihre Lösung aus Aufgabe 5. 

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    • Lernziel AEinzelarbeitmit Stift bearbeiten

    • Aufgabe 7

      Es gibt unterschiedliche Arten von Dioden. Ordnen Sie den folgenden Bildern die Begriffe "LED", "Zener-Diode (Z-Diode)", "Diode" zu.







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    • Lernziel ALernziel BEinzelarbeitmit Stift bearbeiten

    • Aufgabe 8

      Markieren Sie die Z-Diode mit einem Leuchtmarker auf dem Schaltplan. Falls Sie die Z-Diode nicht finden können, bearbeiten Sie die Aufgabe 5.

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    • Aufgabe 9

      Doch warum ist eine Z-Diode überhaupt notwendig? Was tut eine Z-Diode? Informieren Sie sich im Internet.

    • Lernziel ALernziel BEinzelarbeitmit Stift bearbeiten

    • Wählen Sie die richtigen Eigenschaften für die Z-Diode aus.








    • Lernziel BPartnerarbeitDialogisches Sprechen

    • Finden Sie einen Lernpartner und diskutieren Sie, welche Aufgabe die Z-Diode im Schaltplan erfüllt.









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    • Aufgabe 10

      Reflektieren Sie Ihre Ergebnisse. 

    • Lernziel ALernziel BPartnerarbeitDialogisches Sprechen

    • Finden Sie einen Lernpartner und vergleichen Sie Ihre Ergebnisse der Aufgabe 5 bis Aufgabe 9. 

    • Lernziel ALernziel BPartnerarbeitLehrer holen

    • Stellen Sie Ihre Ergebnisse dem Lehrer vor. 

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    • Aufgabe 11

      Parallel zur Z-Diode R1 befindet sich der Kondensator C1.

      Informieren Sie sich über den Kondensator in Ihrem Fachkundebuch, im Tabellenbuch oder im Internet.   

    • Lernziel ALernziel BEinzelarbeitmit Stift bearbeiten

    • Es gibt unterschiedliche Arten von Kondensatoren. Ordnen Sie den folgenden Bildern die Begriffe "Folienkondensator (Folie)", "Elektrolytkondensator (Elko)", "Keramikkondensator (Keramik)", "Tantal-Elektrolytkondensator (Tantal)" zu.



    • Lernziel BEinzelarbeitmit Stift bearbeiten

    • Der Keramikkondensator (kurz Keramik) hat wichtige Eigenschaften. Ordnen Sie ihm die richtigen Eigenschaften zu.




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    • Lernziel ALernziel BDialogisches SprechenPlenum Lehrer holen

    • Aufgabe 12

      Finden Sie sich im Plenum zusammen und holen Sie den Lehrer hinzu. Der Lehrer moderiert die Diskussion.

      1. Stellen Sie im Plenum die unterschiedlichen Symbole von Dioden vor.

      2. Erklären Sie im Plenum die Eigenschaften und die Aufgabe der Z-Diode R1.

      3. Stellen Sie im Plenum die unterschiedlichen Symbole von Kondensatoren vor.

      4. Diskutieren Sie im Plenum die Eigenschaften und die Aufgabe des Kondensators C1.

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    • Lernziel ALernziel BEinzelarbeit

    • Reflexion

      Beantworten Sie für sich folgende Fragen.

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