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Kraft zwischen Strömen (Simulation)
Die Simulation zeigt die gegenseitigen Kräfte zwischen zwei stromdurchflossenen Leiterstücken in Abhängigkeit von den relevanten Größen.
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Zum DownloadKraft zwischen Strömen
- Elektrische Ströme üben aufeinander Kräfte aus; diese Kräfte bezeichnen wir als magnetische Kräfte.
- Alle magnetischen Erscheinungen beruhen auf diesen magnetischen Kräften: Der Permanentmagnetismus beruht auf stromartigen Effekten in den Atomen, der Erdmagnetismus beruht auf dem Strom von elektrisch leitender Flüssigkeit im äußeren Erdkern.
- Elektrische Ströme üben aufeinander Kräfte aus; diese Kräfte bezeichnen wir als magnetische Kräfte.
- Alle magnetischen Erscheinungen beruhen auf diesen magnetischen Kräften: Der Permanentmagnetismus beruht auf stromartigen Effekten in den Atomen, der Erdmagnetismus beruht auf dem Strom von elektrisch leitender Flüssigkeit im äußeren Erdkern.
Bestimmung der magnetischen Kraft
- 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.
- 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.
Kraft zwischen den Leitungen einer Gleichspannungs-Freileitung
CC BY 4.0, via Wikimedia Commons Vesa Linja-aho Abb. 1 Fenno-Skan HVDC power line, running over Turku-Pori route in Rauma, FinlandEine…
Zur AufgabeCC BY 4.0, via Wikimedia Commons Vesa Linja-aho Abb. 1 Fenno-Skan HVDC power line, running over Turku-Pori route in Rauma, FinlandEine…
Zur AufgabeKraft zwischen zwei geraden Leitern
Ein sehr langer gerader Leiter und ein dazu paralleles kurzes Leiterstück der Länge \(25\,\rm{cm}\) werden vom Strom der gleichen Stärke durchflossen.…
Zur AufgabeEin sehr langer gerader Leiter und ein dazu paralleles kurzes Leiterstück der Länge \(25\,\rm{cm}\) werden vom Strom der gleichen Stärke durchflossen.…
Zur AufgabeHorizontalkomponente des Erdmagnetfelds
Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur AufgabenstellungÜber einem langen, geraden, in magnetischer Nord-Süd-Richtung ausgespannten Leiter ist…
Zur AufgabeJoachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur AufgabenstellungÜber einem langen, geraden, in magnetischer Nord-Süd-Richtung ausgespannten Leiter ist…
Zur AufgabeLeiterschleife im Magnetfeld
Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur AufgabeEin sehr langer gerader Leiter wird von dem Strom der Stärke \(I_1=7{,}5\,\rm{A}\) durchflossen.…
Zur AufgabeJoachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur AufgabeEin sehr langer gerader Leiter wird von dem Strom der Stärke \(I_1=7{,}5\,\rm{A}\) durchflossen.…
Zur AufgabeBestimmung der LORENTZ-Kraft
- Herrscht an einem Punkt ein magnetisches Feld \(\vec B\) mit bekannter Richtung, Orientierung und Flussdichte \(B\), und bewegt sich an diesem Punkt ein Teilchen mit der Ladung \(q\) und der Geschwindigkeit \(\vec v\), dann kannst du die Richtung, die Orientierung und den Betrag der LORENTZ-Kraft \(\vec F_{\rm{L}}\) auf dieses Teilchen bestimmen.
- Die Richtung und die Orientierung der LORENTZ-Kraft \(\vec F_{\rm{L}}\) auf das Teilchen bestimmst du mit Hilfe der Drei-Finger-Regel der rechten Hand (Daumen in Bewegungsrichtung eines positiv geladenen Teilchens, Zeigefinger in Magnetfeldrichtung → Mittelfinger in Kraftrichtung).
- Den Betrag \(F_{\rm{L}}\) der LORENTZ-Kraft auf das Teilchen berechnest du mit der Formel \({F_{{\rm{L}}}} = q \cdot v \cdot B \cdot \sin \left( \varphi \right)\), wobei \(\varphi\) die Weite des Winkels zwischen \(\vec B\) und \(\vec v\) ist.
- Herrscht an einem Punkt ein magnetisches Feld \(\vec B\) mit bekannter Richtung, Orientierung und Flussdichte \(B\), und bewegt sich an diesem Punkt ein Teilchen mit der Ladung \(q\) und der Geschwindigkeit \(\vec v\), dann kannst du die Richtung, die Orientierung und den Betrag der LORENTZ-Kraft \(\vec F_{\rm{L}}\) auf dieses Teilchen bestimmen.
- Die Richtung und die Orientierung der LORENTZ-Kraft \(\vec F_{\rm{L}}\) auf das Teilchen bestimmst du mit Hilfe der Drei-Finger-Regel der rechten Hand (Daumen in Bewegungsrichtung eines positiv geladenen Teilchens, Zeigefinger in Magnetfeldrichtung → Mittelfinger in Kraftrichtung).
- Den Betrag \(F_{\rm{L}}\) der LORENTZ-Kraft auf das Teilchen berechnest du mit der Formel \({F_{{\rm{L}}}} = q \cdot v \cdot B \cdot \sin \left( \varphi \right)\), wobei \(\varphi\) die Weite des Winkels zwischen \(\vec B\) und \(\vec v\) ist.
Bestimmung der magnetischen Kraft - Formelumstellung (Animation)
Die Animation zeigt das schrittweise Auflösen der Formel zur Berechnung der magnetischen Kraft nach den fünf in der Formel auftretenden Größen.
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Zum DownloadBestimmung der LORENTZ-Kraft - Formelumstellung (Animation)
Die Animation zeigt das schrittweise Auflösen der Formel zur Berechnung der LORENTZ-Kraft nach den fünf in der Formel auftretenden Größen.
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Zum DownloadBestimmung der LORENTZ-Kraft - Formelumstellung
Um Aufgaben rund um die Berechnung der LORENTZ-Kraft zu lösen musst du häufig die Gleichung \({F_{{\rm{L}}}} = q \cdot v \cdot B \cdot \sin…
Zur AufgabeUm Aufgaben rund um die Berechnung der LORENTZ-Kraft zu lösen musst du häufig die Gleichung \({F_{{\rm{L}}}} = q \cdot v \cdot B \cdot \sin…
Zur AufgabeGeladener Tropfen im Erdmagnetfeld
Das Erdmagnetfeld habe an einem Beobachtungsort die Flussdichte \(6{,}5 \cdot 10^{-5}\,{\rm{T}}\), der Vektor des magnetischen Feldes schließt mit der…
Zur AufgabeDas Erdmagnetfeld habe an einem Beobachtungsort die Flussdichte \(6{,}5 \cdot 10^{-5}\,{\rm{T}}\), der Vektor des magnetischen Feldes schließt mit der…
Zur AufgabeFlug parallel zum Draht
Ein Elektron bewegt sich mit einer Geschwindigkeit \(5{,}45 \cdot 10^6\,\frac{\rm{m}}{\rm{s}}\) im Abstand von \(8{,}00\,{\rm{cm}}\) parallel zu einem…
Zur AufgabeEin Elektron bewegt sich mit einer Geschwindigkeit \(5{,}45 \cdot 10^6\,\frac{\rm{m}}{\rm{s}}\) im Abstand von \(8{,}00\,{\rm{cm}}\) parallel zu einem…
Zur AufgabeKombinationen von Widerständen (Simulation)
Mit dieser Simulation lassen sich einfache Schaltungen aus (ohmschen) Widerständen aufbauen. Oben auf der Schaltfläche befindet sich der…
Zum DownloadMit dieser Simulation lassen sich einfache Schaltungen aus (ohmschen) Widerständen aufbauen. Oben auf der Schaltfläche befindet sich der…
Zum DownloadMagnetische Flussdichte im Innenraum einer luftgefüllten Spule - Formelumstellung (Animation)
Die Animation zeigt das schrittweise Auflösen der Formel zur Berechnung der magnetischen Flussdichte im Innenraum einer luftgefüllten Spule nach den…
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Zum DownloadBestimmung der magnetischen Kraft - Formelumstellung
Um Aufgaben rund um die Berechnung der magnetischen Kraft zu lösen musst du häufig die Gleichung \({F_{{\rm{mag}}}} = I \cdot l \cdot B \cdot…
Zur AufgabeUm Aufgaben rund um die Berechnung der magnetischen Kraft zu lösen musst du häufig die Gleichung \({F_{{\rm{mag}}}} = I \cdot l \cdot B \cdot…
Zur AufgabeMagnetische Flussdichte im Innenraum von luftgefüllten Zylinderspulen - Formelumstellung
Um Aufgaben rund um die Berechnung der magnetischen Flussdichte im Innenraum von luftgefüllten Zylinderspulen zu lösen musst du häufig die Gleichung…
Zur AufgabeUm Aufgaben rund um die Berechnung der magnetischen Flussdichte im Innenraum von luftgefüllten Zylinderspulen zu lösen musst du häufig die Gleichung…
Zur AufgabeHALL-Spannung - Formelumstellung (Animation)
Die Animation zeigt das schrittweise Auflösen der Formel zur Berechnung der HALL-Spannung nach den fünf in der Formel auftretenden Größen.
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Zum DownloadHALL-Spannung - Formelumstellung
Um Aufgaben rund um die Berechnung der HALL-Spannung zu lösen musst du häufig die Gleichung \(U_{\rm{H}} = R_{\rm{H}} \cdot \frac{I \cdot B}{d} \)…
Zur AufgabeUm Aufgaben rund um die Berechnung der HALL-Spannung zu lösen musst du häufig die Gleichung \(U_{\rm{H}} = R_{\rm{H}} \cdot \frac{I \cdot B}{d} \)…
Zur AufgabeKalibrieren eines Elektromagneten
- Aufnahme eines \(I\)-\(B\)-Diagramms zur Kalibrierung eines Elektromagneten
- Demonstration von Neukurve, Remanenz und Koerzitivstrom
- Aufnahme eines \(I\)-\(B\)-Diagramms zur Kalibrierung eines Elektromagneten
- Demonstration von Neukurve, Remanenz und Koerzitivstrom
e/m nach BUSCH (Abitur BY 2007 LK A1-1)
Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze des VersuchsaufbausIn einer Versuchsanordnung nach Hans BUSCH (1884 - 1973) aus dem Jahr 1926 befindet sich…
Zur AufgabeJoachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze des VersuchsaufbausIn einer Versuchsanordnung nach Hans BUSCH (1884 - 1973) aus dem Jahr 1926 befindet sich…
Zur AufgabeKombinationen von Widerständen, Spulen und Kondensatoren (Simulation)
Mit dieser Simulation lassen sich aus (ohmschen) Widerständen, idealen Induktionsspulen (ohne Widerstand) und Kondensatoren einfache…
Zum DownloadMit dieser Simulation lassen sich aus (ohmschen) Widerständen, idealen Induktionsspulen (ohne Widerstand) und Kondensatoren einfache…
Zum DownloadKombinationen von Widerständen, Spulen und Kondensatoren (Simulation)
Mit dieser Simulation lassen sich aus (ohmschen) Widerständen, idealen Induktionsspulen (ohne Widerstand) und Kondensatoren einfache Wechselstromkreise aufbauen.
Mit dieser Simulation lassen sich aus (ohmschen) Widerständen, idealen Induktionsspulen (ohne Widerstand) und Kondensatoren einfache Wechselstromkreise aufbauen.
Drei Grundversuche zur elektromagnetischen Induktion (Simulationen)
- Anhand von drei grundlegenden Versuchen kannst du erkennen, wann elektromagnetische Induktion auftritt.
- Anhand von drei grundlegenden Versuchen kannst du erkennen, wann elektromagnetische Induktion auftritt.
Induktion - Grundversuch 1 (Simulation)
Die Simulation zeigt den ersten Grundversuch zur elektromagnetischen Induktion.
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Zum DownloadInduktion - Grundversuch 2 (Simulation)
Die Simulation zeigt den zweiten Grundversuch zur elektromagnetischen Induktion.
Zum DownloadDie Simulation zeigt den zweiten Grundversuch zur elektromagnetischen Induktion.
Zum DownloadInduktion - Grundversuch 3 (Simulation)
Die Simulation zeigt den dritten Grundversuch zur elektromagnetischen Induktion.
Zum DownloadDie Simulation zeigt den dritten Grundversuch zur elektromagnetischen Induktion.
Zum DownloadInduktion durch Änderung der magnetischen Flussdichte - Versuch (Simulation)
Die Simulation zeigt den prinzipiellen Aufbau, die Durchführung und die Beobachtungen des Versuchs zur Untersuchung der Abhängigkeit der…
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