Aufgaben: Dioden, Sensoren und Datenschutz

Erkläre, was eine Diode in einem Stromkreis bewirkt (Durchlassrichtung und Sperrrichtung).

Nenne drei personenbezogene Daten, die ein Smartphone ständig sammeln kann, und erkläre, warum sie schützenswert sind.

Ein Temperatursensor wird kalibriert. Dazu wird seine Anzeige mit einem Referenzthermometer verglichen. Erkläre, warum man Sensoren kalibrieren muss.

Eine LED (Leuchtdiode) wird mit einer Batterie und einem Vorwiderstand betrieben.

1. a) Skizziere den Stromkreis oder beschreibe ihn in Worten (Bauteile in Reihe) und gib an, wie die LED gepolt sein muss, damit sie leuchtet.
2. b) Begründe, warum der Vorwiderstand notwendig ist.

Zur Kalibrierung eines Temperatursensors wurde folgende Messreihe aufgenommen (Referenzthermometer, Sensorspannung):

1. a) Stelle die Messreihe in einem Diagramm dar (beschreibe Achsen und Verlauf).
2. b) Gib den Zusammenhang als Gleichung $U(\vartheta)$ an.
3. c) Berechne die Temperatur bei einer gemessenen Spannung von $1{,}00\,\text{V}$.

Eine Fitness-App eines Schülers aus Münster speichert Standort, Herzfrequenz und Schlafzeiten und sendet sie an einen Server.

1. a) Nenne zwei Vorteile und zwei Risiken dieser Datenspeicherung.
2. b) Nenne zwei Maßnahmen, mit denen der Schüler seine Daten besser schützen kann.

Eine Diode wird in einem Netzteil zur Gleichrichtung von Wechselspannung verwendet.

1. a) Beschreibe, wie die Spannung nach einer einzelnen Diode (Einweggleichrichtung) im Zeitverlauf aussieht.
2. b) Erkläre, wie sich der Verlauf mit vier Dioden (Brückenschaltung) ändert.
3. c) Begründe, warum ein Kondensator zur Glättung eingesetzt wird.

Ein Lichtsensor (LDR) wird kalibriert. Die Messreihe:

1. a) Beschreibe den Zusammenhang und entscheide begründet, ob er proportional, linear oder antiproportional ist – oder ob keiner dieser Zusammenhänge exakt, sondern höchstens näherungsweise zutrifft.
2. b) Schätze den Widerstand bei $300\,\text{lx}$ und begründe dein Vorgehen.
3. c) Erkläre, warum bei der Kalibrierung mehrere Messwerte besser sind als nur zwei.

Eine Schule in Nordrhein-Westfalen plant, Smart-Sensoren und Kameras zur Anwesenheitserfassung einzusetzen.

1. a) Nenne je zwei Argumente dafür und dagegen.
2. b) Formuliere eine begründete Empfehlung und nenne zwei Bedingungen (z. B. Einwilligung, Datensparsamkeit, Löschfristen), unter denen der Einsatz vertretbar wäre.