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Induktion durch Änderung des Flächeninhalts - Versuch (Simulation)
Die Simulation zeigt den prinzipiellen Aufbau, die Durchführung und die Beobachtungen des Versuchs zur Untersuchung der Abhängigkeit der…
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Zum DownloadInduktion durch Änderung des Flächeninhalts (Simulation)
- Die Simulation ermöglicht die Untersuchung der Abhängigkeit der Induktionsspannung von der Änderung des Flächeninhalts.
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Sinken, Schweben, Steigen, Schwimmen
- Das Zusammenspiel von Gewichtskraft \(\vec F_{\rm{G}}\) eines Körpers und seiner Auftriebskraft \(\vec F_{\rm{A}}\) im Medium bestimmen, ob der Körper sinkt, schwebt, steigt oder schwimmt.
- Beim Schwimmen taucht ein Körpers gerade so weit in ein Medium ein, sodass gilt \({F_{\rm{A}}} = {F_{\rm{G}}}\).
- Das Zusammenspiel von Gewichtskraft \(\vec F_{\rm{G}}\) eines Körpers und seiner Auftriebskraft \(\vec F_{\rm{A}}\) im Medium bestimmen, ob der Körper sinkt, schwebt, steigt oder schwimmt.
- Beim Schwimmen taucht ein Körpers gerade so weit in ein Medium ein, sodass gilt \({F_{\rm{A}}} = {F_{\rm{G}}}\).
Induktion durch Änderung der Winkelweite - Versuch (Simulation)
Die Simulation zeigt den prinzipiellen Aufbau, die Durchführung und die Beobachtungen des Versuchs zur Untersuchung der Abhängigkeit der…
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Zum DownloadInduktion durch Änderung der Winkelweite (Simulation)
- Die Simulation ermöglicht die Untersuchung der Abhängigkeit der Induktionsspannung von der Änderung der Winkelweite.
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Induktion durch Änderung der magnetischen Flussdichte
In einer Induktionsanordnung gelten folgende Bedingungen:
- die Richtung des magnetischen Feldvektors \(\vec B\) des homogenen magnetischen Feldes ist konstant
- der Flächenvektor \(\vec A\) der (Teil-)Fläche der Leiterschleife oder der Spule mit Windungszahl \(N\), die sich im magnetischen Feld befindet, ist konstant
- die Weite \(\varphi\) des Winkels zwischen dem Feldvektor \(\vec B\) und dem Flächenvektor \(\vec A\) ist damit ebenfalls konstant.
Wenn sich die magnetische Flussdichte \(B\) mit der Änderungsrate \(\frac{dB}{dt}\) ändert, dann berechnet sich die Induktionsspannung \(U_{\rm{i}}\) durch \(U_{\rm{i}}\left(t\right) = - N \cdot \frac{dB}{dt} \cdot A \cdot \cos\left(\varphi\right)\).
In einer Induktionsanordnung gelten folgende Bedingungen:
- die Richtung des magnetischen Feldvektors \(\vec B\) des homogenen magnetischen Feldes ist konstant
- der Flächenvektor \(\vec A\) der (Teil-)Fläche der Leiterschleife oder der Spule mit Windungszahl \(N\), die sich im magnetischen Feld befindet, ist konstant
- die Weite \(\varphi\) des Winkels zwischen dem Feldvektor \(\vec B\) und dem Flächenvektor \(\vec A\) ist damit ebenfalls konstant.
Wenn sich die magnetische Flussdichte \(B\) mit der Änderungsrate \(\frac{dB}{dt}\) ändert, dann berechnet sich die Induktionsspannung \(U_{\rm{i}}\) durch \(U_{\rm{i}}\left(t\right) = - N \cdot \frac{dB}{dt} \cdot A \cdot \cos\left(\varphi\right)\).
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
Größen zur Beschreibung von Induktionsvorgängen - Magnetisches Feld (Simulation)
Die Animation zeigt verschiedene Darstellungsmöglichkeiten eines homogenen magnetischen Feldes.
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Zum DownloadGrößen zur Beschreibung von Induktionsvorgängen - Flächenvektor (Simulation)
Die Animation zeigt die Definition und die Eigenschaften des Flächenvektors am Beispiel einer Quadratfläche.
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Zum DownloadGrößen zur Beschreibung von Induktionsvorgängen - Winkelweite (Simulation)
Die Animation zeigt die Definition des Winkels zwischen Feldvektor \(\vec B\) und Flächenvektor \(\vec A\).
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Zum DownloadInduktion 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 AufgabeInduktion durch Änderung der Winkelweite - Sonderfall - Formelumstellung (Animation)
Die Animation zeigt das schrittweise Auflösen der Formel zur Berechnung der Amplitude der Induktionsspannung beim Drehen einer Leiterschleife mit…
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Zum DownloadInduktion durch Änderung der magnetischen Flussdichte (Sonderfall) - Formelumstellung (Animation)
Die Animation zeigt das schrittweise Auflösen der Formel zur Berechnung der Amplitude der Induktionsspannung beim Sonderfall der Änderung der…
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Zum DownloadGrößen zur Beschreibung von Induktionsvorgängen - Flächenvektor im Feld (Simulation)
Die Animation zeigt die Darstellung der (Teil-)Fläche einer Leiterschleife, die sich in einem magnetischen Feld befindet.
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Zum DownloadInduktion durch Änderung der Winkelweite - Grundwissen (Simulation)
Die Animation veranschaulicht die Veränderung des magnetischen Flusses \(\Phi\) und damit die Entstehung einer Induktionsspannung \(U_{\rm{i}}\) durch…
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Zum DownloadInduktion durch Änderung des Flächeninhalts - Grundwissen (Simulation)
Die Animation veranschaulicht die Veränderung des magnetischen Flusses \(\Phi\) und damit die Entstehung einer Induktionsspannung \(U_{\rm{i}}\) durch…
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Zum DownloadInduktion durch Änderung des Flächeninhalts - Sonderfall (Animation)
Die Animation veranschaulicht die Veränderung des magnetischen Flusses \(\Phi\) und damit die Entstehung einer Induktionsspannung \(U_{\rm{i}}\), wenn…
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Zum DownloadInduktion durch Änderung der magnetischen Flussdichte - Sonderfall (Animation)
Die Animation veranschaulicht die Veränderung des magnetischen Flusses \(\Phi\) und damit die Entstehung einer Induktionsspannung \(U_{\rm{i}}\), wenn…
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Zum DownloadInduktion durch Änderung der Winkelweite - Sonderfall (Animation)
Die Animation veranschaulicht die Veränderung des magnetischen Flusses \(\Phi\) und damit die Entstehung einer Induktionsspannung \(U_{\rm{i}}\), wenn…
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Zum DownloadInduktion durch Änderung der magnetischen Flussdichte - Grundwissen (Simulation)
Die Simulation veranschaulicht die Veränderung des magnetischen Flusses \(\Phi\) und damit die Entstehung einer Induktionsspannung \(U_{\rm{i}}\)…
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Zum DownloadInduktion durch Änderung des Flächeninhalts (Sonderfall) - Formelumstellung (Animation)
Die Animation zeigt das schrittweise Auflösen der Formel zur Berechnung der Amplitude der Induktionsspannung beim Sonderfall bei der Induktion durch…
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Zum DownloadWie kamen die Astronauten von Apollo 11 zum Mond?
Interessante Beschreibung des Mondflugs der Saturn V-Rakete.
Themen:
Impuls, Raketengleichung und Drehgeschwindigkeit.
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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.
Zum externen WeblinkDie 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.
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 WeblinkInduktion 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 AufgabeSelbstinduktion (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.
Elektromagnetischer Schwingkreis ungedämpft - Graphen (Animation)
Die Animation zeigt die Graphen von Ladung auf der "oberen" Kondensatorplatte, Stromstärke, Spannung über dem Kondensator, Spannung über der Spule,…
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