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Induktion durch Änderung des Flächeninhalts
In einer Induktionsanordnung gelten folgende Bedingungen:
- der Feldvektor \(\vec B\) (und damit die Richtung, die Orientierung und die Flussdichte) des homogenen magnetischen Feldes ist konstant
- die Richtung und die Orientierung des Flächenvektors \(\vec A\) des Teils der Leiterschleife, der vom magnetische Feld durchsetzt wird, sind konstant
- die Weite \(\varphi\) des Winkels zwischen Flächenvektor \(\vec A\) und Feldvektor \(\vec B\) ist konstant
Wenn sich der Betrag \(A\), d.h. der Inhalt der Fläche des Teils der Leiterschleife oder Spule mit Windungszahl \(N\), die vom magnetischen Feld durchsetzt wird, mit der Änderungsrate \(\frac{dA}{dt}\) ändert, dann berechnet sich die Induktionsspannung \(U_{\rm{i}}\) durch \(U_{\rm{i}} = - N \cdot B \cdot \frac{dA}{dt} \cdot \cos\left(\varphi\right)\).
In einer Induktionsanordnung gelten folgende Bedingungen:
- der Feldvektor \(\vec B\) (und damit die Richtung, die Orientierung und die Flussdichte) des homogenen magnetischen Feldes ist konstant
- die Richtung und die Orientierung des Flächenvektors \(\vec A\) des Teils der Leiterschleife, der vom magnetische Feld durchsetzt wird, sind konstant
- die Weite \(\varphi\) des Winkels zwischen Flächenvektor \(\vec A\) und Feldvektor \(\vec B\) ist konstant
Wenn sich der Betrag \(A\), d.h. der Inhalt der Fläche des Teils der Leiterschleife oder Spule mit Windungszahl \(N\), die vom magnetischen Feld durchsetzt wird, mit der Änderungsrate \(\frac{dA}{dt}\) ändert, dann berechnet sich die Induktionsspannung \(U_{\rm{i}}\) durch \(U_{\rm{i}} = - N \cdot B \cdot \frac{dA}{dt} \cdot \cos\left(\varphi\right)\).
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
Induktion durch Änderung der Winkelweite (Sonderfall) - Formelumstellung
Um Aufgaben rund um diesen Sonderfall der Induktion durch Änderung der Winkelweite zu lösen musst du häufig die Gleichung \(\hat U_{\rm{i}} = N \cdot…
Zur AufgabeUm Aufgaben rund um diesen Sonderfall der Induktion durch Änderung der Winkelweite zu lösen musst du häufig die Gleichung \(\hat U_{\rm{i}} = N \cdot…
Zur AufgabeLicht und Farben
- Licht hat keine Farbe.
- Wenn Licht aber auf die Netzhaut im Auge trifft, senden die verschiedenen lichtempfindlichen Zapfen elektrische Impulse an das Gehirn. Dort werden diese Impulse verarbeitet und im Gehirn wird ein Farbeindruck erzeugt.
- Licht aus verschiedenen Bereichen des Lichtbündels, das nach der Zerlegung von Sonnenlicht entsteht, erzeugt jeweils einen anderen Farbeindruck. Wir unterscheiden das Licht deshalb nach diesem Farbeindruck und bezeichnen z.B. Licht aus dem linken Bereich des Lichtbündels als "Licht der Spektralfarbe Rot" oder kurz als "rotes Licht".
- Ist Licht verschiedener Spektralfarben gemischt, dann kann dieses Licht Farbeindrücke erzeugen, die mit Licht einer einzelnen Spektralfarbe nicht erzeugt werden können.
- Licht hat keine Farbe.
- Wenn Licht aber auf die Netzhaut im Auge trifft, senden die verschiedenen lichtempfindlichen Zapfen elektrische Impulse an das Gehirn. Dort werden diese Impulse verarbeitet und im Gehirn wird ein Farbeindruck erzeugt.
- Licht aus verschiedenen Bereichen des Lichtbündels, das nach der Zerlegung von Sonnenlicht entsteht, erzeugt jeweils einen anderen Farbeindruck. Wir unterscheiden das Licht deshalb nach diesem Farbeindruck und bezeichnen z.B. Licht aus dem linken Bereich des Lichtbündels als "Licht der Spektralfarbe Rot" oder kurz als "rotes Licht".
- Ist Licht verschiedener Spektralfarben gemischt, dann kann dieses Licht Farbeindrücke erzeugen, die mit Licht einer einzelnen Spektralfarbe nicht erzeugt werden können.
Induktion durch Änderung der magnetischen Flussdichte - Formelumstellung
Um Aufgaben rund um die Induktion durch Änderung der magnetischen Flussdichte zu lösen, musst du häufig die Gleichung \({U_{\rm{i}}} = - {N} \cdot…
Zur AufgabeUm Aufgaben rund um die Induktion durch Änderung der magnetischen Flussdichte zu lösen, musst du häufig die Gleichung \({U_{\rm{i}}} = - {N} \cdot…
Zur AufgabeDas menschliche Auge - Akkommodation und Sehfehler
- Als Akkommodation bezeichnet man die Änderung der Brennkraft des Auges, um Objekte in unterschiedlichen Entfernungen scharf sehen zu können.
- Bei Kurzsichtigkeit ist die Augenlinse zu stark gekrümmt, entfernte Gegenstände werden kurz vor der Netzhaut scharf abgebildet.
- Bei Weitsichtigkeit ist die Augenlinse nicht stark genug gekrümmt, nahe Gegenstände werden kurz hinter der Netzhaut scharf abgebildet.
- Als Akkommodation bezeichnet man die Änderung der Brennkraft des Auges, um Objekte in unterschiedlichen Entfernungen scharf sehen zu können.
- Bei Kurzsichtigkeit ist die Augenlinse zu stark gekrümmt, entfernte Gegenstände werden kurz vor der Netzhaut scharf abgebildet.
- Bei Weitsichtigkeit ist die Augenlinse nicht stark genug gekrümmt, nahe Gegenstände werden kurz hinter der Netzhaut scharf abgebildet.
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 \(\lambda=\frac{c}{f}\).
Elektrisches Feld bei einem Gewitter (Abitur BY 2020 Ph11-2 A1)
Die Unterseite einer Gewitterwolke hat den Flächeninhalt \(A=9{,}5\,\rm{km}^2\) und befindet sich in \(500\,\rm{m}\) Höhe über dem Erdboden. Sie lässt…
Zur AufgabeDie Unterseite einer Gewitterwolke hat den Flächeninhalt \(A=9{,}5\,\rm{km}^2\) und befindet sich in \(500\,\rm{m}\) Höhe über dem Erdboden. Sie lässt…
Zur AufgabeGeschwindigkeitsmessung beim Fahrrad (Abitur BY 2020 Ph11-2 A2)
Zur Demonstration der Geschwindigkeitsmessung eines Fahrrads wird ein Neodym-Magnet an einer Speiche des fest eingespannten Vorderrads befestigt.…
Zur AufgabeZur Demonstration der Geschwindigkeitsmessung eines Fahrrads wird ein Neodym-Magnet an einer Speiche des fest eingespannten Vorderrads befestigt.…
Zur AufgabeTHOMSONsche Schwingungsgleichung - Formelumstellung
a) Ein Kondensator der Kapazität \(0{,}10\,\rm{\mu F}\) und eine Spule der Induktivität \(55\,\rm{mH}\) bilden…
Zur Aufgabea) Ein Kondensator der Kapazität \(0{,}10\,\rm{\mu F}\) und eine Spule der Induktivität \(55\,\rm{mH}\) bilden…
Zur AufgabeMessung großer Wechselströme
Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur Aufgabenstellung Durch einen geraden, sehr langen Leiter fließt ein sehr großer Wechselstrom…
Zur AufgabeJoachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur Aufgabenstellung Durch einen geraden, sehr langen Leiter fließt ein sehr großer Wechselstrom…
Zur AufgabeInduktion durch Änderung des Flächeninhalts (Sonderfall) - Formelumstellung
Um Aufgaben rund um den Sonderfall bei der Induktion durch Änderung des Flächeninhalts zu lösen musst du häufig die Gleichung \(\left| U_{\rm{i}}…
Zur AufgabeUm Aufgaben rund um den Sonderfall bei der Induktion durch Änderung des Flächeninhalts zu lösen musst du häufig die Gleichung \(\left| U_{\rm{i}}…
Zur AufgabeInduktion durch Änderung des Flächeninhalts - Formelumstellung
Um Aufgaben rund um die Induktion durch Änderung des Flächeninhalts zu lösen musst du häufig die Gleichung \({U_{\rm{i}}} = - {N} \cdot {B} \cdot…
Zur AufgabeUm Aufgaben rund um die Induktion durch Änderung des Flächeninhalts zu lösen musst du häufig die Gleichung \({U_{\rm{i}}} = - {N} \cdot {B} \cdot…
Zur AufgabeSpezifischer 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.
Bestimmung von Wellenlängen mit guten Gittern
a) Ein optisches Gitter mit \(5000\) Strichen pro \(\rm{cm}\) wird mit parallelem weißem Licht senkrecht…
Zur Aufgabea) Ein optisches Gitter mit \(5000\) Strichen pro \(\rm{cm}\) wird mit parallelem weißem Licht senkrecht…
Zur AufgabeBestimmung von Wellenlängen mit weniger guten Gittern
a) Auf einem Schirm im Abstand von \(2{,}55\,{\rm{m}}\) zu einem Gitter mit \(250\) Linien pro Zentimeter wird…
Zur Aufgabea) Auf einem Schirm im Abstand von \(2{,}55\,{\rm{m}}\) zu einem Gitter mit \(250\) Linien pro Zentimeter wird…
Zur AufgabeSchwingkreis 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
Bestimmung von Wellenlängen mit dem Doppelspalt (Näherungsformel) - Formelumstellung
Um Aufgaben zur Bestimmung von Wellenlängen mit dem Doppelspalt zu lösen musst du häufig die Gleichung \(\lambda = \frac{{d \cdot {a_k}}}{{k \cdot…
Zur AufgabeUm Aufgaben zur Bestimmung von Wellenlängen mit dem Doppelspalt zu lösen musst du häufig die Gleichung \(\lambda = \frac{{d \cdot {a_k}}}{{k \cdot…
Zur AufgabeGedämpfter 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
Induktion durch Änderung der magnetischen Flussdichte (Sonderfall) - Formelumstellung
Um Aufgaben rund um den Sonderfall bei der die Induktion durch Änderung der magnetischen Flussdichte zu lösen musst du häufig die Gleichung \(\hat…
Zur AufgabeUm Aufgaben rund um den Sonderfall bei der die Induktion durch Änderung der magnetischen Flussdichte zu lösen musst du häufig die Gleichung \(\hat…
Zur AufgabeTSS-1R - Mission
NASA Marshall Space Flight Center (NASA-MSFC) / Public domain Abb. 1 Die Crew der Mission mit dem Fesselsatelliten TSS im…
Zur AufgabeNASA Marshall Space Flight Center (NASA-MSFC) / Public domain Abb. 1 Die Crew der Mission mit dem Fesselsatelliten TSS im…
Zur AufgabeStab auf Schienen
Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur Aufgabenstellung Ein Leiter L mit der Masse \(0{,}150\,\rm{kg}\) und dem Widerstand…
Zur AufgabeJoachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur Aufgabenstellung Ein Leiter L mit der Masse \(0{,}150\,\rm{kg}\) und dem Widerstand…
Zur Aufgabe