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Suchergebnisse 1381 - 1408 von 1408

Induktion durch Änderung des Flächeninhalts

Grundwissen

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 \(U_{\rm{i}} =  - N \cdot B \cdot \frac{dA}{dt} \cdot \cos\left(\varphi\right)\).

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Grundwissen

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 \(U_{\rm{i}} =  - N \cdot B \cdot \frac{dA}{dt} \cdot \cos\left(\varphi\right)\).

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Induktion durch Änderung der Winkelweite

Grundwissen

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 \(U_{\rm{i}} =  N \cdot B \cdot A \cdot \frac{d \varphi}{dt} \cdot \sin\left(\varphi\right)\).

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Grundwissen

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 \(U_{\rm{i}} =  N \cdot B \cdot A \cdot \frac{d \varphi}{dt} \cdot \sin\left(\varphi\right)\).

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Induktionserscheinungen

Grundwissen

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

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Grundwissen

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

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Induktion durch Änderung der Winkelweite (Sonderfall) - Formelumstellung

Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

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…

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Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

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…

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Induktion durch Änderung der magnetischen Flussdichte - Formelumstellung

Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

Um Aufgaben rund um die Induktion durch Änderung der magnetischen Flussdichte zu lösen, musst du häufig die Gleichung \({U_{\rm{i}}} = - {N} \cdot…

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Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

Um Aufgaben rund um die Induktion durch Änderung der magnetischen Flussdichte zu lösen, musst du häufig die Gleichung \({U_{\rm{i}}} = - {N} \cdot…

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Selbstinduktion (Messwerterfassung)

Versuche

  • 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.

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Versuche

  • 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.

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Größen zur Beschreibung einer (elektromagnetischen) Welle

Grundwissen

  • Amplitude \(\hat E\), Schwingungsdauer \(T\) bzw. Frequenz \(f\) und Intensität \(I\) sind zentrale Größen zur Beschreibung einer elektromagnetischen Welle.
  • Für die Wellenlänge gilt \(\lambda=\frac{c}{f}\).

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Grundwissen

  • Amplitude \(\hat E\), Schwingungsdauer \(T\) bzw. Frequenz \(f\) und Intensität \(I\) sind zentrale Größen zur Beschreibung einer elektromagnetischen Welle.
  • Für die Wellenlänge gilt \(\lambda=\frac{c}{f}\).

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Elektrisches Feld bei einem Gewitter (Abitur BY 2020 Ph11-2 A1)

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

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 Aufgabe
Aufgabe ( Übungsaufgaben )

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…

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Geschwindigkeitsmessung beim Fahrrad (Abitur BY 2020 Ph11-2 A2)

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Zur Demonstration der Geschwindigkeitsmessung eines Fahrrads wird ein Neodym-Magnet an einer Speiche des fest eingespannten Vorderrads befestigt.…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Zur Demonstration der Geschwindigkeitsmessung eines Fahrrads wird ein Neodym-Magnet an einer Speiche des fest eingespannten Vorderrads befestigt.…

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THOMSONsche Schwingungsgleichung - Formelumstellung

Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

a) Ein Kondensator der Kapazität \(0{,}10\,\rm{\mu F}\) und eine Spule der Induktivität \(55\,\rm{mH}\) bilden…

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Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

a) Ein Kondensator der Kapazität \(0{,}10\,\rm{\mu F}\) und eine Spule der Induktivität \(55\,\rm{mH}\) bilden…

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Messung großer Wechselströme

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur AufgabenstellungDurch einen geraden, sehr langen Leiter fließt ein sehr großer Wechselstrom mit der…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur AufgabenstellungDurch einen geraden, sehr langen Leiter fließt ein sehr großer Wechselstrom mit der…

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Induktion durch Änderung des Flächeninhalts (Sonderfall) - Formelumstellung

Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

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 Aufgabe
Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

Um Aufgaben rund um den Sonderfall bei der Induktion durch Änderung des Flächeninhalts zu lösen musst du häufig die Gleichung \(\left| U_{\rm{i}}…

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Induktion durch Änderung des Flächeninhalts - Formelumstellung

Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

Um Aufgaben rund um die Induktion durch Änderung des Flächeninhalts zu lösen musst du häufig die Gleichung \({U_{\rm{i}}} = - {N} \cdot {B} \cdot…

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Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

Um Aufgaben rund um die Induktion durch Änderung des Flächeninhalts zu lösen musst du häufig die Gleichung \({U_{\rm{i}}} = - {N} \cdot {B} \cdot…

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Spezifischer Widerstand

Grundwissen

  • 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.

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Grundwissen

  • 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.

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Ladungen in elektrischen Leitern

Aufgabe ( Quiz )
Aufgabe ( Quiz )

Elektroskop, Influenz und Ladungsverteilung

Aufgabe ( Quiz )
Aufgabe ( Quiz )

Schwingkreis mit Messwerterfassung

Versuche

  • Untersuchung von Spannungs- und Stromverlauf beim Schwingkreis
  • Untersuchung des Einflusses der Kondensatorkapazität auf die Schwingungsfrequenz

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Versuche

  • Untersuchung von Spannungs- und Stromverlauf beim Schwingkreis
  • Untersuchung des Einflusses der Kondensatorkapazität auf die Schwingungsfrequenz

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Experimente mit Glimmlämpchen

Aufgabe ( Quiz )
Aufgabe ( Quiz )

Gemischte Experimente mit Ladung

Aufgabe ( Quiz )
Aufgabe ( Quiz )

Wie funktioniert Stromfluss?

Aufgabe ( Quiz )
Aufgabe ( Quiz )

Gedämpfter Schwingkreis mit Messwerterfassung

Versuche

  • Veranschaulichung des Einflusses des Widerstandes im Schwingkreis auf die Abnahme der Schwingung
  • Demonstration von Kriechfall bzw. aperiodischem Grenzfall

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Versuche

  • Veranschaulichung des Einflusses des Widerstandes im Schwingkreis auf die Abnahme der Schwingung
  • Demonstration von Kriechfall bzw. aperiodischem Grenzfall

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Induktion durch Änderung der magnetischen Flussdichte (Sonderfall) - Formelumstellung

Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

Um Aufgaben rund um den Sonderfall bei der die Induktion durch Änderung der magnetischen Flussdichte zu lösen musst du häufig die Gleichung \(\hat…

Zur Aufgabe
Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

Um Aufgaben rund um den Sonderfall bei der die Induktion durch Änderung der magnetischen Flussdichte zu lösen musst du häufig die Gleichung \(\hat…

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TSS-1R - Mission

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

NASA Marshall Space Flight Center (NASA-MSFC) / Public domain Abb. 1 Die Crew der Mission mit dem Fesselsatelliten TSS im Hintergrund.Am 2.…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

NASA Marshall Space Flight Center (NASA-MSFC) / Public domain Abb. 1 Die Crew der Mission mit dem Fesselsatelliten TSS im Hintergrund.Am 2.…

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Stab auf Schienen

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur AufgabenstellungEin Leiter L mit der Masse \(0{,}150\,\rm{kg}\) und dem Widerstand \(0{,}400\,\Omega\)…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur AufgabenstellungEin Leiter L mit der Masse \(0{,}150\,\rm{kg}\) und dem Widerstand \(0{,}400\,\Omega\)…

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Stromstärke, Spannung und Widerstand unterscheiden

Aufgabe ( Quiz )
Aufgabe ( Quiz )

Standardaufgabe zur Induktion durch Änderung der magnetischen Flussdichte

Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zum AufbauEin Elektromagnet mit quadratischem Querschnitt mit der Seitenlänge \(10\,\rm{cm}\) erzeugt…

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Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zum AufbauEin Elektromagnet mit quadratischem Querschnitt mit der Seitenlänge \(10\,\rm{cm}\) erzeugt…

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Mikrowellen im Mobilfunkstandard 5G (Abitur BY 2020 Ph 11–1 A2)

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Bei einem Experiment mit zwei phasengleichen Sendern werden Mikrowellen der Frequenz \(30\,\rm{GHz}\) zur Interferenz gebracht. …

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Bei einem Experiment mit zwei phasengleichen Sendern werden Mikrowellen der Frequenz \(30\,\rm{GHz}\) zur Interferenz gebracht. …

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Standardaufgabe zum magnetischen Fluss und dem Induktionsgesetz

Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zum AufbauEin Elektromagnet mit quadratischem Querschnitt mit der Seitenlänge \(10\,\rm{cm}\) erzeugt…

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Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zum AufbauEin Elektromagnet mit quadratischem Querschnitt mit der Seitenlänge \(10\,\rm{cm}\) erzeugt…

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