Aufgabe 6:   Die Aquariumheizung 

Damit sich Tropenfische in Aquarien gut entwickeln, muss dort immer eine Temperatur zwischen 22 °C und 28 °C herrschen. Dazu wird das Wasser mit einer Heizung in bestimmten Zeitabständen erwärmt. Diese Heizung ist Teil einer Regelung, die schematisch in der Abbildung dargestellt ist.

• Erläutere, was zum Zeitpunkt t_A = 35s bei Variante 1 passiert.
• Ermittle, mithilfe der Diagramme, wie viel Minuten pro Stunde die Heizung bei den beiden Einstellungen jeweils arbeiten musste.
• Welche Schlussfolgerungen sollte der Hersteller von Regelungen daraus ziehen?

Fachdidaktische Hinweise

Einordnung in den Lehrplan

Die Aufgabe dient der Überprüfung folgender Kompetenzen:

• die Vielfalt technischer Lösungen zur Realisierung eines Bedürfnisses als Merkmal der Technik erkennen,
• Strukturen von einfachen und ausgewählten komplexen technischen Systemen sowie das Zusammenwirken ihrer Elemente erkennen und beschreiben,
• Texte und Schemata erschließen und beurteilen,
• Bewertungskriterien aufstellen und anwenden.

Hinweise zum Erwartungshorizont

	a)	Beispiele für Temperaturregelungen, z. B. Warmwasserspeicher, Heizkörper, elektrisches Bügeleisen
	b)	Beschreibung unter Verwendung von Fachbegriffen
	c)	Zum Zeitpunkt tA schaltet sich die Heizung ab, da das Bimetall sich durch Erwärmung soweit gebogen hat, dass Stromkreis geöffnet wird. Heizzeit bei Einstellung 1: 10 Minuten; bei Einstellung 2: 15 Minuten Schlussfolgerung, z. B.: Die Regelung sollte auf die größte mögliche Schwankungen um den Soll-Wert eingestellt werden.