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Kernbereiche des Faches "Technik"

Werkstoffkunde

Grundlegende Kenntnisse über die verschiedenen Werkstoffe und ihre Eigenschaften sind wesentliche Voraussetzungen für die industrielle und handwerkliche Fertigung. Die Werkstoffkunde als Unterrichtsfach umfasst sowohl physikalische wie auch technologische, ökonomische, hygienische und ökologische Aspekte bei der Beschreibung, Systematisierung und Untersuchung bedeutender Werkstoffe.

Statik und Festigkeitslehre

Die Statik als Teilbereich der Technischen Mechanik beruht auf den Erkenntnissen der Physik und hat im Unterricht das Ziel, Methoden und Verfahren zu vermitteln, die der Ermittlung von Gleichgewichtskräften eines Bauteils dienen. Die Statik ist ein einfach und logisch aufgebautes Lehrgebiet, das neben der Wissensvermittlung vor allem das Denkvermögen schult und Lernende recht bald in die Lage versetzt, Aufgaben aus der beruflichen und außerberuflichen Praxis sicher zu lösen.

Grundlagen der Steuerungs- und Regelungstechnik

Für alle Automatisierungs- und Optimierungsprobleme ist die Steuerungs- und Regelungstechnik von grundlegender Bedeutung. Sie ist eine übergreifende Disziplin für Anwendungsbereiche wie Fertigungsmaschinen, Fertigungsverfahren, Heizungstechnik, Fördertechnik usw. Mathematik und Physik kommen hier ebenso zur Anwendung wie Grundbegriffe aus der allgemeinen Messtechnik und Kenntnisse aus der Schaltalgebra.

Grundlagen der Elektrotechnik

In diesem Themengebiet werden physikalischer Erkenntnisse vertieft und in Verbindung mit mathematischen Kenntnissen Verfahren zur Beschreibung und Lösung elektrotechnischer Probleme entwickelt.

Das Ohm’sche Gesetz und die Gesetze der Reihen- und Parallelschaltung (Kirchhoff’sche Gleichungen) sowie die Eigenschaften der elektrischen und magnetischen Felder und das Verhalten von Spulen und Kondensatoren im Gleichstromkreis werden dabei zu Lösungsverfahren genutzt.

In der Wechselstromlehre wird das Frequenzverhalten von Widerständen, Spulen und Kondensatoren untersucht und dazu Anwendungen wie z.B. Schwingkreise und Filterschaltungen aufgebaut.

In einem eigenen Kapitel Messtechnik werden die gebräuchlichsten analogen und digitalen Messverfahren zur Messung elektrischer Größen erläutert und das Messen mit dem Oszilloskop geübt.

Elektronik

Der Transistor ist das zentrale Bauelement der Elektronik. Sein Aufbau und seine Funktionsweise werden ausführlich behandelt und an praktischen Beispielen wie z.B. Wechselstromverstärker oder Schaltverstärker verdeutlicht. Außerdem wird gezeigt, wie mit Operationsverstärkern (das sind integrierte Schaltungen mit einer Vielzahl von Transistoren) bestimmte Verstärkereigenschaften durch äußere Beschaltung mit Widerständen und Kondensatoren erzielt werden können.

Als Sensoren haben elektronische Bauteile bei der Erfassung nichtelektrischer Größen wie z.B. Licht, Wärme, Druck usw. eine enorme Bedeutung gewonnen. In Verbindung mit der Messtechnik können diese Größen erfasst, verstärkt und angezeigt werden. An ausgewählten Beispielen können die SchülerInnen die komplexen Zusammenhänge zwischen den einzelnen Komponenten einer solchen Messkette kennen lernen.

Digitaltechnik

Die Digitaltechnik beschäftigt sich mit der Erfassung, Darstellung und Verarbeitung stetiger Größen und sonstiger Daten. Zunächst werden die Funktionen und die dazugehörigen Rechengesetze (Schaltalgebra) behandelt. Anschließend werden die digitalen Bausteine vorgestellt und damit Schaltungen wie z.B. Zähler, Speicher, Zeitglieder oder Rechenschaltungen realisiert.

Solche Schaltungen sind in Computern vorhanden, so dass mit diesen Kenntnissen eine hervorragende Grundlage für das Verständnis von Computersystemen gegeben ist.