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Magnetfeld von HELMHOLTZ-Spulen
- Als HELMHOLTZ-Spule bezeichnet man eine Anordnung von zwei kurzen Spulen mit großem Radius \(R\) und gleicher Windungszahl, die im Abstand \(R\) auf derselben Achse parallel aufgestellt und gleichsinnig von Strom durchflossen werden. In der Mittelebene der beiden Spulen entsteht ein Bereich mit weitgehend homogenem magnetischem Feld.
- Die Orientierung des magnetischen Feldes kann man mit der zweiten Rechte-Faust-Regel bestimmen.
- Ist \(N\) die Anzahl der Windungen und \(R\) der Radius der Spulen sowie \(I\) die Stärke des Stroms durch die Spule, dann berechnet sich der Betrag \(B\) der magnetischen Flussdichte in der Mittelebene des Spulenpaars durch \(B = {\mu _0} \cdot \frac{{8 \cdot N}}{{{{\sqrt {125} }} \cdot R}} \cdot I\) mit der magnetischen Feldkonstanten \(\mu_0=1{,}2566\cdot 10^{-6}\,\rm{\frac{N}{A^2}}\).
- Als HELMHOLTZ-Spule bezeichnet man eine Anordnung von zwei kurzen Spulen mit großem Radius \(R\) und gleicher Windungszahl, die im Abstand \(R\) auf derselben Achse parallel aufgestellt und gleichsinnig von Strom durchflossen werden. In der Mittelebene der beiden Spulen entsteht ein Bereich mit weitgehend homogenem magnetischem Feld.
- Die Orientierung des magnetischen Feldes kann man mit der zweiten Rechte-Faust-Regel bestimmen.
- Ist \(N\) die Anzahl der Windungen und \(R\) der Radius der Spulen sowie \(I\) die Stärke des Stroms durch die Spule, dann berechnet sich der Betrag \(B\) der magnetischen Flussdichte in der Mittelebene des Spulenpaars durch \(B = {\mu _0} \cdot \frac{{8 \cdot N}}{{{{\sqrt {125} }} \cdot R}} \cdot I\) mit der magnetischen Feldkonstanten \(\mu_0=1{,}2566\cdot 10^{-6}\,\rm{\frac{N}{A^2}}\).
Zusammenhang von Induktion und LORENTZ-Kraft
- Das Auftreten von Induktionsspannungen kann mithilfe der LORENTZ-Kraft erklärt werden
- Ladungstrennung aufgrund von Bewegung von Ladung im Magnetfeld wird als Induktionsspannung messbar
- Wenn sich die vom Magnetfeld durchsetzte Fläche eines Leiterrahmens ändert, wird eine Induktionsspannung messbar
- Das Auftreten von Induktionsspannungen kann mithilfe der LORENTZ-Kraft erklärt werden
- Ladungstrennung aufgrund von Bewegung von Ladung im Magnetfeld wird als Induktionsspannung messbar
- Wenn sich die vom Magnetfeld durchsetzte Fläche eines Leiterrahmens ändert, wird eine Induktionsspannung messbar
Elektromagnetischer Schwingkreis gedämpft (Modellbildung)
- Auf Basis einer geeigneten Modellierung lässt sich der gedämpfte elektromagnetische Schwingkreis mit Hilfe der Methode der kleinen Schritte simulieren.
- Auf Basis einer geeigneten Modellierung lässt sich der gedämpfte elektromagnetische Schwingkreis mit Hilfe der Methode der kleinen Schritte simulieren.
Elektromagnetischer Schwingkreis ungedämpft (Modellbildung)
- Auf Basis einer geeigneten Modellierung lässt sich der ungedämpfte elektromagnetische Schwingkreis mit Hilfe der Methode der kleinen Schritte simulieren.
- Auf Basis einer geeigneten Modellierung lässt sich der ungedämpfte elektromagnetische Schwingkreis mit Hilfe der Methode der kleinen Schritte simulieren.
Lernaufgabe für digitale Magnetfeldsensoren: Gefährliche Magnetfelder!?
Sind Magnetfelder eigentlich gefährlich? Diese Lernaufgabe der iMINT-Akademie Berlin ist speziell für den Einsatz von digitalen Magnetfeldsensoren entwickelt worden. Die Schülerinnen und Schüler erkunden und messen die Stärke der Magnetfelder von Alltagsgegenständen und beurteilen mithilfe verschiedener Materialien mögliche Gefahren.
Dieses OER-Material und weiteres Material der iMINT-Akademie Berlin gibt es unter:
https://bildungsserver.berlin-brandenburg.de/unterricht/faecher/mathematik-naturwissenschaften/mint/i-mint-akademie/weiterfuehrende-schulen/fachset-physik-1
Sind Magnetfelder eigentlich gefährlich? Diese Lernaufgabe der iMINT-Akademie Berlin ist speziell für den Einsatz von digitalen Magnetfeldsensoren entwickelt worden. Die Schülerinnen und Schüler erkunden und messen die Stärke der Magnetfelder von Alltagsgegenständen und beurteilen mithilfe verschiedener Materialien mögliche Gefahren.
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Lernaufgabe für digitale Magnetfeldsensoren: Magnetische Datenspeicherung
Wie werden Daten magnetisch gespeichert? Diese Lernaufgabe der iMINT-Akademie Berlin ist speziell für den Einsatz von digitalen Magnetfeldsensoren entwickelt worden. Die Schülerinnen und Schüler fertigen selbstständig ein Funktionsmodell eines magnetischen Datenspeichers und lesen mithilfe eines Sensors gespeicherte Daten aus.
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Wie werden Daten magnetisch gespeichert? Diese Lernaufgabe der iMINT-Akademie Berlin ist speziell für den Einsatz von digitalen Magnetfeldsensoren entwickelt worden. Die Schülerinnen und Schüler fertigen selbstständig ein Funktionsmodell eines magnetischen Datenspeichers und lesen mithilfe eines Sensors gespeicherte Daten aus.
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Video zum Magnetfeld eines Stabmagneten
Das Video zeigt das Magnetfeld eines Stabmagneten. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.
Zur Übersicht Zum externen WeblinkDas Video zeigt das Magnetfeld eines Stabmagneten. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.
Zur Übersicht Zum externen WeblinkInduktion und LORENTZ-Kraft
- Das Auftreten von Induktionsspannungen kann mithilfe der LORENTZ-Kraft erklärt werden
- Ändert sich die von Magnetfeld durchsetzte Fläche einer Spule, so tritt Induktion auf
- Eine Flächenänderung kann auch durch Rotation der Spule erreicht werden
- Das Auftreten von Induktionsspannungen kann mithilfe der LORENTZ-Kraft erklärt werden
- Ändert sich die von Magnetfeld durchsetzte Fläche einer Spule, so tritt Induktion auf
- Eine Flächenänderung kann auch durch Rotation der Spule erreicht werden
Berechnung des magnetischen Flusses durch einen Würfel im Magnetfeld
a) Berechne den magnetischen Fluss durch den Würfel. …
Zur Aufgabea) Berechne den magnetischen Fluss durch den Würfel. …
Zur AufgabeModell der Elementarmagnete - Entmagnetisieren eines Weicheisenstabes durch Wärme (Animation)
Die Animation zeigt das Entmagnetisieren eines magnetisierten Weicheisenstabes durch Energiezufuhr in Form von Wärme.
Zum DownloadDie Animation zeigt das Entmagnetisieren eines magnetisierten Weicheisenstabes durch Energiezufuhr in Form von Wärme.
Zum DownloadMagnetismus-Denksport - Eisen an Magnet (Animation)
Die Animation zeigt das Verhalten eines Magneten, dem sich ein Eisenstück an verschiedenen Stellen nähert.
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Zum DownloadModell der Elementarmagnete - Magnetisieren eines Kollektivs von Eisenfeilspänen (Animation)
Die Animation zeigt das Magnetisieren eines Kollektivs von Eisenfeilspänen durch Vorbeistreichen eines Permanentmagneten.
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Zum DownloadMagnetischer Fluss und Induktionsgesetz - Magnetischer Fluss (Simulation)
Die Simulation veranschaulicht den magnetischen Flusses \(\Phi\) in Abhängigkeit von der magnetischen Flussdichte \(B\), dem Flächeninhalt \(A\) und…
Zum DownloadDie Simulation veranschaulicht den magnetischen Flusses \(\Phi\) in Abhängigkeit von der magnetischen Flussdichte \(B\), dem Flächeninhalt \(A\) und…
Zum DownloadKraft auf stromführende Leiter im Magnetfeld - Leiter parallel zu Magnetfeld (Animation)
Die Animation zeigt, dass im Falle eines stromdurchflossenen Leiters parallel zur Magnetfeldrichtung keine Kraftwirkung auftritt.
Zum DownloadDie Animation zeigt, dass im Falle eines stromdurchflossenen Leiters parallel zur Magnetfeldrichtung keine Kraftwirkung auftritt.
Zum DownloadKraft auf stromführende Leiter im Magnetfeld - Leiter senkrecht zu Magnetfeld 1 (Animation)
Die Animation zeigt die Kraftwirkung auf einen stromdurchflossenen Leiter, der sich in einem senkrecht zur Stromrichtung zeigenden Magnetfeld…
Zum DownloadDie Animation zeigt die Kraftwirkung auf einen stromdurchflossenen Leiter, der sich in einem senkrecht zur Stromrichtung zeigenden Magnetfeld…
Zum DownloadFerromagnetismus - Elementarmagnete (Animation)
Die Animation zeigt die atomare Begründung des Modells der Elementarmagnete.
Zum DownloadDie Animation zeigt die atomare Begründung des Modells der Elementarmagnete.
Zum DownloadMagnetfeld eines Stabmagneten - Wassserwannenversuch (Animation)
Die Animation zeigt die Darstellung von Feldlinien mithilfe einer Wasserwanne, in der eine an einem Korken montierte Stricknadel im Wasser die…
Zum DownloadDie Animation zeigt die Darstellung von Feldlinien mithilfe einer Wasserwanne, in der eine an einem Korken montierte Stricknadel im Wasser die…
Zum DownloadMagnetfeld eines Stabmagneten (Simulation)
Diese Simulation demonstriert das Magnetfeld eines stabförmigen Dauermagneten, der mit Hilfe einer Magnetnadel untersucht werden kann. Die Magnetpole…
Zum DownloadDiese Simulation demonstriert das Magnetfeld eines stabförmigen Dauermagneten, der mit Hilfe einer Magnetnadel untersucht werden kann. Die Magnetpole…
Zum DownloadInduktion durch Feldänderung - Magnetfeldänderung durch bewegten Permanentmagnet (Animation)
Die Animation zeigt die Entstehung einer Induktionspannung bei ruhender Schleife und sich veränderndem Magnetfeld durch einen bewegten…
Zum DownloadDie Animation zeigt die Entstehung einer Induktionspannung bei ruhender Schleife und sich veränderndem Magnetfeld durch einen bewegten…
Zum DownloadTeilchenbahnen in Magnetfeldern - Magnetische Flasche (Animation)
Die Animation zeigt die Bahnkurve eines positiv geladenen Teilchens, das in eine sogenannte magnetische Flasche eintritt.
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