• Veranschaulichung typischer Feldlinienbilder

• Die Simulation ermöglicht die Untersuchung der Abhängigkeit der Induktionsspannung von der Änderung der magnetischen Flussdichte.

• Übergang vom Phänomen der Induktion zur  technischen Nutzung beim Transformator motivieren.

• Aufnahme eines \(I\)-\(B\)-Diagramms zur Kalibrierung eines Elektromagneten
• Demonstration von Neukurve, Remanenz und Koerzitivstrom

• Demonstration des Magnetfelds (insbesonder im Innenraum) von langen Zylinderspulen

• Veranschaulichung der magnetischen Kraftwirkung auf einen stromdurchflossenen Leiter
• Untersuchung der Richtung der magnetischen Kraftwirkung
• Herleitung oder Bestätigung der Drei-Finger-Regel

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

• Erarbeitung der Formel für die magnetische Kraft auf einen stromdurchflossenen Leiter
• Definition der magnetischen Flussdichte \(B\)

• Die Simulation ermöglicht die Untersuchung der Abhängigkeit der Induktionsspannung von der Änderung des Flächeninhalts.

• Versuche zum Entwickeln der LENZschen Regel
• Bestätigung der LENZschen Regel

• Die Simulation ermöglicht die Untersuchung der Abhängigkeit der Induktionsspannung von der Änderung der Winkelweite.

Mit deinem Smartphone kannst du im Unterricht oder zu Hause Bewegungen z.B. gleichmäßig beschleunigte Bewegungen von Körpern untersuchen. Die App auf deinem Smartphone zeigt dir dazu Diagramme, in denen der zurückgelegte Weg \(s\)  und die Geschwindigkeit \(v\) des Körpers in Abhängigkeit von der Zeit \(t \) dargestellt sind. So kannst du untersuchen, wie sich diese beiden Diagramme für verschiedene gleichmäßig beschleunigte Bewegungen verändern.

Mit deinem Smartphone kannst du im Unterricht oder zu Hause Bewegungen z.B. gleichförmige Bewegungen von Körpern untersuchen. Die App auf deinem Smartphone zeigt dir dazu Diagramme, in denen der zurückgelegte Weg \(s\)  und die Geschwindigkeit \(v\) des Körpers in Abhängigkeit von der Zeit \(t \) dargestellt sind. So kannst du untersuchen, wie sich diese beiden Diagramme für verschiedene gleichförmige Bewegungen verändern.

• Hertz erzeugte nicht-sichtbare elektromagnetische Wellen mithilfe eines Sendedipols.
• Die so erzeugten elektromagnetischen Wellen verhalten sich in Bezug auf Reflexion, Brechung und Bündelung ähnlich wie Licht.
• Bei Licht handelt es sich um eine elektromagnetische Welle.

• Anhand von drei grundlegenden Versuchen kannst du erkennen, wann elektromagnetische Induktion auftritt.

• Demonstration der magnetischen Kraft zwischen zwei parallel verlaufenden, stromdurchflossenen geraden Leitern

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

• Nachweis der auftretenden Induktionsspannung bei der Bewegung eines Leiters im Magnetfeld.
• Demonstration des Generatorprinzips: Umwandlung von mechanischer in elektrische Energie.

• Das Magnetfeld um einen geraden Leiter verläuft in konzentrischen Kreisen um den Leiter.
• Richtung und Stärke des Magnetfeldes werden u.a. von Stromstärke und Stromrichtung im Leiter bestimmt.
• Die Richtung und die Orientierung des Magnetfeldes kannst du mit der Rechten-Faust-Regel ermitteln.

• Der magnetische Fluss \(\Phi = B \cdot A \cdot \cos\left(\varphi\right)\) ist salopp gesagt das Maß für die "Menge an Magnetfeld, das in einer Induktionsanordnung durch die Leiterschleife fließt".
• In einer Induktionsanordnung kann man am Spannungsmesser in der Induktionsspule immer dann eine Induktionsspannung \(U_{\rm{i}}\) beobachten, wenn sich der magnetische Fluss \(\Phi\) durch die Leiterschleife ändert.
• Der Wert der Induktionsspannung berechnet sich durch \({U_{\rm{i}}} = - \frac{{d\Phi }}{{dt}}\) bzw. für den Fall einer Spule mit \(N\) Windungen als Leiterschleife \({U_{\rm{i}}} = - N \cdot \frac{{d\Phi }}{{dt}}\).

• Herrscht an einem Punkt ein magnetisches Feld mit bekannter Richtung, Orientierung und bekanntem Betrag \(B\) der magnetischen Flussdichte und befindet sich an diesem Punkt ein Leiterstück der Länge \(l\), durch das ein Strom der Stärke \(I\) fließt, dann kannst du die Richtung, die Orientierung und den Betrag der magnetischen Kraft \(\vec F_{\rm{mag}}\) auf dieses Leiterstück bestimmen.
• Die Richtung und die Orientierung der magnetischen Kraft \(\vec F_{\rm{mag}}\) auf das Leiterstück bestimmst du mit Hilfe der Drei-Finger-Regel der rechten Hand (Daumen in elektrische Stromrichtung, Zeigefinger in Magnetfeldrichtung → Mittelfinger in Kraftrichtung).
• Den Betrag \(F_{\rm{mag}}\) der magnetischen Kraft auf das Leiterstück berechnest du mit der Formel \({F_{{\rm{mag}}}} = I \cdot l \cdot  B \cdot \sin \left( \varphi \right)\), wobei \(\varphi\) die Weite des Winkels zwischen \(\vec B\) und \(\vec I\) ist.

• Im Magnetfeld einer Spule ist Energie gespeichert.
• Die magnetische Feldenergie einer Spule beträgt \({E_{\rm{mag}}}\left( t \right) = {\textstyle{1 \over 2}} \cdot L \cdot {I^2}\left( t \right)\)

• Man unterscheidet bei der Ausbreitung elektromagnetischer Wellen zwischen Nahfeld und Fernfeld.
• Das Nahfeld ist in unmittelbarer Nähe zur Quelle/Antenne.
• Im Fernfeld schwingen elektrisches und magnetisches Feld in Phase.