Ladungen & Felder - Oberstufe

Elektrizitätslehre

Ladungen & Felder - Oberstufe

  • Wie lautet das Gesetz von COULOMB?
  • Wie ist das Feld im Innern eines Plattenkondensators?
  • Wie viel Energie kann ein Kondensator speichern?
R
L
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HTML5-Canvas nicht unterstützt!

Die Simulation zeigt den zeitlichen Verlauf von Ladung \({Q_C}(t)\) auf dem Kondensator, Stromstärke \(I(t)\), Spannung \({U_R}(t)\) über dem Widerstand, Spannung \({U_C}(t)\) über dem Kondensator, Leistung \({P_R}(t)\) am Widerstand und Leistung \({P_C}(t)\) am Kondensator in einem RC-Kreis sowohl beim Ein- als auch beim Ausschalten. Dabei können der Betrag \({\left| {{U_0}} \right|}\) der Nennspannung der Quelle, die Größe \(R\) des Widerstands sowie die Kapazität \(C\) des Kondensators in gewissen Grenzen verändert werden.

Die Animation zeigt den Aufbau, die Durchführung und die Beobachtungen zum Versuch zur elektrischen Verschiebungsdichte.

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Die Animation zeigt den Aufbau, die Durchführung und die Beobachtung des Experiments zum Nachweis des homogenen elektrischen Feldes im Plattenkondensator.

Die Animation zeigt die natürliche Anregung eines Herzens.

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Die Animation zeigt ein typisches Elektrokardiogramm.

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Die Animation zeigt die Spannung zwischen Zellinnerem und Zelläußerem in einer Herzmuskelzelle.

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Die Animatiion zeigt den Versuchsaufbau zur Messung der elektrischen Feldstärke mit einer Feldmühle.

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Die Animation zeigt das Prinzip einer Feldmühle zur Messung der elektrischen Feldstärke.

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Die Animation zeigt das Gedankenexperiment zur Bestimmung des Proportionalitätsfaktors im COULOMB-Gesetz über die Flächenladungsdichte einer Kugel.

Die Animation zeigt den Aufbau und die Durchführung des Versuchs zur Bestimmung der Flächenladungsdichte.

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Die Animation zeigt den Aufbau und die Durchführung des Influenzversuchs im Plattenkondensator.

Die Animation zeigt die Beobachtung des Influenzversuchs im Plattenkondensator.

Die Animation zeigt die Durchführung und die Beobachtungen beim Influenzversuch nach CAVENDISH.

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Die Animation zeigt ein Gedankenexperiment zur Bestimmung der Größen, von denen die im Kondensator gespeicherte elektrische Energie abhängt.

Die Animation zeigt den Aufbau, die Durchführung und die Beobachtungen des Versuchs zum Nachweis, dass ein Kondensator elektrische Energie speichern kann.

Die Animation zeigt den Aufbau, die Durchführung und die prinzipielle Beobachtung des Experimentes zur Messung der Kraft auf eine Spiegelladung.

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Die Animation zeigt das Prinzip der Spiegelladung.

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Die Simulation wird zur Verfügung gestellt von:

PhET Interactive Simulations
University of Colorado Boulder
https://phet.colorado.edu

Informationen zur Verwendungsmöglichkeiten der Simulationen findest du unter:

https://phet.colorado.edu/de/licensing

Didaktische Hinweise
Untersuche, welche Variablen bestimmen, wie geladene Körper interagieren. Sage voraus, wie geladene Körper interagieren. Beschreibe Stärke und Richtung des elektrischen Feldes um einen geladenen Körper. Verwende Diagramme mit Vektoren, um die Wechselwirkungen zu beschreiben.
Kondensatorspannung
UK
Stoppuhr
Die Uhr startet nach dem Aktivieren
beim Ausschalten der Spannung
und muss dann manuell gestoppt werden.
HTML5-Canvas nicht unterstützt!

Die Simulation ermöglicht die Bestimmung der Elementarladung nach der Schwebe-Fall-Methode. Bei der Schwebe-Fall-Methode wird zuerst ein Öltröpfchen durch Anlegen einer Spannung in der Schwebe gehalten (Schweben im Elektrischen Feld) und dann das gleiche Öltröpfchen ohne angelegte Spannung ‚frei’ fallen gelassen (Fallen ohne Elektrisches Feld).

Kondensatorspannung
UK
HTML5-Canvas nicht unterstützt!

Die Simulation ermöglicht die Bestimmung der Elementarladung nach der Schwebemethode. Bei der Schwebemethode wird ein Öltröpfchen durch Anlegen einer Spannung in der Schwebe gehalten (Schweben im Elektrischen Feld). Hinweis: Diese Methode kann nicht im Realexperiment, sondern nur in einer Simulation genutzt werden, da hier der Radius der untersuchten Öltröpfchen bekannt sein muss, was im Realexperiment nicht der Fall ist.

Kondensatorspannung
UK
Stoppuhren
Uhr 1 muss manuell gestartet werden.
Uhr 1 stoppt bzw. Uhr 2 startet
beim Ausschalten der Spannung.
Uhr 2 muss manuell gestoppt werden.
HTML5-Canvas nicht unterstützt!

Die Simulation ermöglicht die Bestimmung der Elementarladung nach der Steige-Fall-Methode. Bei der Steige-Fall-Methode wird zuerst ein Öltröpfchen durch Anlegen einer Spannung nach oben bewegt (Steigen im Elektrischen Feld) und dann das gleiche Öltröpfchen ohne angelegte Spannung ‚frei’ fallen gelassen (Fallen ohne Elektrisches Feld).

Kondensatorspannung
UK
Stoppuhren
Uhr 1 startet nach dem Aktivieren
beim Umpolen der Spannung.
Uhr 1 stoppt/startet bzw. Uhr 2 startet/stoppt
jeweils beim Umpolen der Spannung.
Uhr 2 muss schließlich manuell gestoppt werden.
HTML5-Canvas nicht unterstützt!

Die Simulation ermöglicht die Bestimmung der Elementarladung nach der Steige-Sink-Methode. Bei der Steige-Sink-Methode wird zuerst ein Öltröpfchen durch Anlegen einer Spannung nach oben bewegt (Steigen im Elektrischen Feld) und dann das gleiche Öltröpfchen mit der gleich großen, aber umgekehrt gepolten Spannung nach unten bewegt (Sinken im Elektrischen Feld).