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Induktion durch Änderung der Winkelweite
In einer Induktionsanordnung gelten folgende Bedingungen:
- die magnetische Flussdichte \(B\) des homogenen magnetischen Feldes ist konstant
- der Flächeninhalt \(A\) der (Teil-)Fläche der Leiterschleife oder Spule mit der Windungszahl \(N\), die sich im magnetischen Feld befindet, ist konstant
Wenn sich die Richtung oder die Orientierung des Feldvektors \(\vec B\) oder des Flächenvektors \(\vec A\) und damit die Weite \(\varphi\) des Winkels zwischen dem Feldvektor \(\vec B\) und dem Flächenvektor \(\vec A\) mit der Änderungsrate \(\frac{d \varphi}{dt}\) ändert, dann berechnet sich die Induktionsspannung \(U_{\rm{i}}\) durch \(U_{\rm{i}} = N \cdot B \cdot A \cdot \frac{d \varphi}{dt} \cdot \sin\left(\varphi\right)\).
In einer Induktionsanordnung gelten folgende Bedingungen:
- die magnetische Flussdichte \(B\) des homogenen magnetischen Feldes ist konstant
- der Flächeninhalt \(A\) der (Teil-)Fläche der Leiterschleife oder Spule mit der Windungszahl \(N\), die sich im magnetischen Feld befindet, ist konstant
Wenn sich die Richtung oder die Orientierung des Feldvektors \(\vec B\) oder des Flächenvektors \(\vec A\) und damit die Weite \(\varphi\) des Winkels zwischen dem Feldvektor \(\vec B\) und dem Flächenvektor \(\vec A\) mit der Änderungsrate \(\frac{d \varphi}{dt}\) ändert, dann berechnet sich die Induktionsspannung \(U_{\rm{i}}\) durch \(U_{\rm{i}} = N \cdot B \cdot A \cdot \frac{d \varphi}{dt} \cdot \sin\left(\varphi\right)\).
Induktionserscheinungen
Induktionsspannungen \(U_{\rm{i}}\) kann man beobachten, wenn sich in einer Induktionsanordnung (ein magnetisches Feld und eine Leiterschleife mit angeschlossenem Spannungsmesser) eine der folgenden Größe ändert:
- die magnetische Flussdichte \(B\) des magnetischen Feldes
- der Inhalt \(A\) der Fläche der Leiterschleife, die vom magnetischen Feld durchsetzt wird
- die Weite \(\varphi\) des Winkels zwischen dem magnetischem Feld und der Leiterschleife
Induktionsspannungen \(U_{\rm{i}}\) kann man beobachten, wenn sich in einer Induktionsanordnung (ein magnetisches Feld und eine Leiterschleife mit angeschlossenem Spannungsmesser) eine der folgenden Größe ändert:
- die magnetische Flussdichte \(B\) des magnetischen Feldes
- der Inhalt \(A\) der Fläche der Leiterschleife, die vom magnetischen Feld durchsetzt wird
- die Weite \(\varphi\) des Winkels zwischen dem magnetischem Feld und der Leiterschleife
Wie kamen die Astronauten von Apollo 11 zum Mond?
Interessante Beschreibung des Mondflugs der Saturn V-Rakete.
Themen:
Impuls, Raketengleichung und Drehgeschwindigkeit.
Interessante Beschreibung des Mondflugs der Saturn V-Rakete.
Themen:
Impuls, Raketengleichung und Drehgeschwindigkeit.
Wo ist Apollo 11? Wie man mit Funkechos die Mondentfernung bestimmt.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren Audiodateien des Funkkontakts zwischen der NASA-Bodenstation in Houston, Texas und der Crew von Apollo 11 während der Mondlandung im Jahr 1969. Durch Echos in der Funkübertragung ermitteln sie die Signallaufzeit und somit die Entfernung zwischen Erde und Mond.
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Zum externen WeblinkWie fliegen Astronauten mit einer Rakete zur ISS?
Diese Aktivität ermöglicht den Schülerinnen und Schülern nachzuempfinden, wie eine Rakete Besatzungen auf den Orbit der Internationalen Raumstation bringt. Da der Weg von den einfacheren Grundlagen hin zu einer realen Darstellung eines Raketenflugs recht komplex ist und Kenntnisse aus mehreren Klassenstufen benötigt, beschränkt sich die aktuelle Ausarbeitung auf die Einführung der Grundbegriffe und einfachen, idealisierten Anwendungen. Zentrale Bedeutung hat dabei die Raketengleichung. Weiterführende Ableitungen, die mehrstufige Raketen thematisieren, werden in einer gesonderten Ausarbeitung behandelt. Zur Einleitung in das Prinzip des Rückstoßes werden kurz einige Beispiele vorgestellt
Zum externen WeblinkDiese Aktivität ermöglicht den Schülerinnen und Schülern nachzuempfinden, wie eine Rakete Besatzungen auf den Orbit der Internationalen Raumstation bringt. Da der Weg von den einfacheren Grundlagen hin zu einer realen Darstellung eines Raketenflugs recht komplex ist und Kenntnisse aus mehreren Klassenstufen benötigt, beschränkt sich die aktuelle Ausarbeitung auf die Einführung der Grundbegriffe und einfachen, idealisierten Anwendungen. Zentrale Bedeutung hat dabei die Raketengleichung. Weiterführende Ableitungen, die mehrstufige Raketen thematisieren, werden in einer gesonderten Ausarbeitung behandelt. Zur Einleitung in das Prinzip des Rückstoßes werden kurz einige Beispiele vorgestellt
Zum externen WeblinkBroschüre Basiswissen Kernenergie
pdf-Broschüre über Atom- und Kernphysik von Martin Volkmer, herausgegeben vom Verein Deutsches Atomforum, einem Lobbyverband, der sich für die nichtmilitärische Nutzung von Kernenergie einsetzt.
pdf-Broschüre über Atom- und Kernphysik von Martin Volkmer, herausgegeben vom Verein Deutsches Atomforum, einem Lobbyverband, der sich für die nichtmilitärische Nutzung von Kernenergie einsetzt.
Selbstinduktion (Messwerterfassung)
- Nachweis des allmählichen Stromanstiegs beim Anlegen einer Spannung an eine Spule.
- Analyse der Selbstinduktion beim Ein- und Ausschalten.
- Verdeutlichung des Einflusses des Widerstandes auf Ausschaltstrom und Induktionsspannung.
- Nachweis des allmählichen Stromanstiegs beim Anlegen einer Spannung an eine Spule.
- Analyse der Selbstinduktion beim Ein- und Ausschalten.
- Verdeutlichung des Einflusses des Widerstandes auf Ausschaltstrom und Induktionsspannung.
Größen zur Beschreibung einer (elektromagnetischen) Welle
- Amplitude \(\hat E\), Schwingungsdauer \(T\) bzw. Frequenz \(f\) und Intensität \(I\) sind zentrale Größen zur Beschreibung einer elektromagnetischen Welle.
- Für die Wellenlänge gilt \(\lambda=\frac{c}{f}\).
- Amplitude \(\hat E\), Schwingungsdauer \(T\) bzw. Frequenz \(f\) und Intensität \(I\) sind zentrale Größen zur Beschreibung einer elektromagnetischen Welle.
- Für die Wellenlänge gilt \(\lambda=\frac{c}{f}\).
Aktuelle Charts und Grafiken zur Stromerzeugung, installierten Leistung usw.
Informative, aktuelle und übersichtliche interaktive Grafiken des Frauenhofer Instituts rund um die Stromerzeugung in Deutschland. Auch die zeitliche Entwicklung verschiedener Energieträger kann mit Hilfe der Grafiker sehr gut deutlich gemacht werden.
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Zum externen WeblinkSpezifischer Widerstand
- Der spezifische Widerstand \(\rho\) ist eine Materialkonstante des verwendeten Materials.
- Für den spezifische Widerstand gilt \(\rho = \frac{{R \cdot A}}{l}\), der Widerstand eines Leiters berechnet man mittels \(R = \rho \cdot \frac{l}{A}\).
- Gute Leiter wie Silber oder Kupfer haben einen geringen spezifischen Widerstand, Isolatoren einen sehr hohen spezifischen Widerstand.
- Der spezifische Widerstand \(\rho\) ist eine Materialkonstante des verwendeten Materials.
- Für den spezifische Widerstand gilt \(\rho = \frac{{R \cdot A}}{l}\), der Widerstand eines Leiters berechnet man mittels \(R = \rho \cdot \frac{l}{A}\).
- Gute Leiter wie Silber oder Kupfer haben einen geringen spezifischen Widerstand, Isolatoren einen sehr hohen spezifischen Widerstand.
Schwingkreis mit Messwerterfassung
- Untersuchung von Spannungs- und Stromverlauf beim Schwingkreis
- Untersuchung des Einflusses der Kondensatorkapazität auf die Schwingungsfrequenz
- Untersuchung von Spannungs- und Stromverlauf beim Schwingkreis
- Untersuchung des Einflusses der Kondensatorkapazität auf die Schwingungsfrequenz
Gedämpfter Schwingkreis mit Messwerterfassung
- Veranschaulichung des Einflusses des Widerstandes im Schwingkreis auf die Abnahme der Schwingung
- Demonstration von Kriechfall bzw. aperiodischem Grenzfall
- Veranschaulichung des Einflusses des Widerstandes im Schwingkreis auf die Abnahme der Schwingung
- Demonstration von Kriechfall bzw. aperiodischem Grenzfall
Stromversorgung auf der ISS
Diese Aktivität ermöglicht den Schülerinnen und Schülern, die Stromversorgung der Internationalen Raumstation zu untersuchen. Falls vorhanden, ermitteln sie die augenblicklichen Parameter des elektrischen Systems aus der Telemetrie der ISS in Echtzeit. Ansonsten können sie Archivdaten nutzen, die den Arbeitsunterlagen beigefügt sind. Hieraus berechnen sie die von den Solarzellen zur Verfügung gestellte elektrische Leistung.
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