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Magnetismus-Denksport - Magnet an Kompassnadel (Animation)
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Die Animation zeigt das Verhalten einer Kompassnadel, der sich ein Magnet nähert.
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Die Animation zeigt das Verhalten einer Kompassnadel, der sich ein Magnet nähert.
Zum DownloadInduktion und LORENTZ-Kraft
Grundwissen
- 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
Grundwissen
- 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
Modell der Elementarmagnete - Magnetisieren eines Kollektivs von Eisenfeilspänen (Animation)
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Die Animation zeigt das Magnetisieren eines Kollektivs von Eisenfeilspänen durch Vorbeistreichen eines Permanentmagneten.
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Zum DownloadKraft auf stromführende Leiter im Magnetfeld - Leiter senkrecht zu Magnetfeld 2 (Animation)
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Die Animation zeigt die Kraftwirkung auf einen stromdurchflossenen Leiter, der sich in einem senkrecht zur Stromrichtung zeigenden Magnetfeld…
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Die Animation zeigt die Kraftwirkung auf einen stromdurchflossenen Leiter, der sich in einem senkrecht zur Stromrichtung zeigenden Magnetfeld…
Zum DownloadMagnetischen Kraft und Definition der magnetischen Flussdichte mit dem Kraftsensor
Versuche
- Erarbeitung der Formel für die magnetische Kraft auf einen stromdurchflossenen Leiter
- Definition der magnetischen Flussdichte \(B\)
Versuche
- Erarbeitung der Formel für die magnetische Kraft auf einen stromdurchflossenen Leiter
- Definition der magnetischen Flussdichte \(B\)
Versuche
Ferromagnetismus - Elementarmagnete (Animation)
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Die Animation zeigt die atomare Begründung des Modells der Elementarmagnete.
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Die Animation zeigt die atomare Begründung des Modells der Elementarmagnete.
Zum DownloadMagnetfeld eines Stabmagneten (Simulation)
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Diese Simulation demonstriert das Magnetfeld eines stabförmigen Dauermagneten, der mit Hilfe einer Magnetnadel untersucht werden kann. Die Magnetpole…
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Diese Simulation demonstriert das Magnetfeld eines stabförmigen Dauermagneten, der mit Hilfe einer Magnetnadel untersucht werden kann. Die Magnetpole…
Zum DownloadMagnetischer Fluss und Induktionsgesetz - Magnetischer Fluss (Simulation)
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Die Simulation veranschaulicht den magnetischen Flusses \(\Phi\) in Abhängigkeit von der magnetischen Flussdichte \(B\), dem Flächeninhalt \(A\) und…
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Die Simulation veranschaulicht den magnetischen Flusses \(\Phi\) in Abhängigkeit von der magnetischen Flussdichte \(B\), dem Flächeninhalt \(A\) und…
Zum DownloadGenerator
Versuche
- Nachweis des Auftretens einer Induktionsspannung bei Drehung einer Leiterschleife im B-Feld
- Veranschaulichung der Einflussfaktoren auf die Induktionsspannung
- Erzeugung von Wechselspannung durch Verzicht auf Kommutator
Versuche
- Nachweis des Auftretens einer Induktionsspannung bei Drehung einer Leiterschleife im B-Feld
- Veranschaulichung der Einflussfaktoren auf die Induktionsspannung
- Erzeugung von Wechselspannung durch Verzicht auf Kommutator
Zyklotron
Ausblick
- Ein Zyklotron beschleunigt Teilchen platzsparend auf spiralähnlichen Bahnen
- Die Teilchen bewegen sich dabei senkrecht zu einem homogenen Magnetfeld
- Durch das E-Feld einer hochfrequenten Wechselspannung zwischen den beiden Duanten werden die Teilchen beschleunigt
Ausblick
- Ein Zyklotron beschleunigt Teilchen platzsparend auf spiralähnlichen Bahnen
- Die Teilchen bewegen sich dabei senkrecht zu einem homogenen Magnetfeld
- Durch das E-Feld einer hochfrequenten Wechselspannung zwischen den beiden Duanten werden die Teilchen beschleunigt
Geschichte
Versuche
Stehende elektromagnetische Welle (Simulation)
Grundwissen
- Stehende elektromagnetische Wellen entstehen z.B. durch Überlagerung einer einlaufenden Welle mit der in der Metallplatte induzierten Welle.
- Der Abstand zweier benachbarter Knoten der stehenden Welle ist gleich der halben Wellenlänge der ursprünglichen, fortschreitenden Welle.
Grundwissen
- Stehende elektromagnetische Wellen entstehen z.B. durch Überlagerung einer einlaufenden Welle mit der in der Metallplatte induzierten Welle.
- Der Abstand zweier benachbarter Knoten der stehenden Welle ist gleich der halben Wellenlänge der ursprünglichen, fortschreitenden Welle.
Fallende Magnete
Versuche
- Auswirkungen eines Induktionsstroms veranschaulichen
- Richtung des Induktionsstroms theoretisch ableiten
Versuche
- Auswirkungen eines Induktionsstroms veranschaulichen
- Richtung des Induktionsstroms theoretisch ableiten
Erdmagnetfeld durch Induktion
Versuche
- Ermittlung der Horizontal- und Vertikalkomponente des Erdmagnetfeldes durch Induktion
- Bestimmung des Inklinationswinkels der Magnetfeldlinien
Versuche
- Ermittlung der Horizontal- und Vertikalkomponente des Erdmagnetfeldes durch Induktion
- Bestimmung des Inklinationswinkels der Magnetfeldlinien
Versuche
Geladene Teilchen im magnetischen Längsfeld
Grundwissen
-
Geladene Teilchen, die in einem magnetischen Feld ruhen, erfahren keine Kraft und bleiben in Ruhe.
-
Geladene Teilchen, die sich parallel zu den Feldlinien eines magnetischen Feldes bewegen, erfahren ebenfalls keine Kraft und bewegen sich geradlinig gleichförmig weiter.
Grundwissen
-
Geladene Teilchen, die in einem magnetischen Feld ruhen, erfahren keine Kraft und bleiben in Ruhe.
-
Geladene Teilchen, die sich parallel zu den Feldlinien eines magnetischen Feldes bewegen, erfahren ebenfalls keine Kraft und bewegen sich geradlinig gleichförmig weiter.
Ausblick
Die vier fundamentalen Wechselwirkungen
Grundwissen
- Die vier fundamentalen Wechselwirkungen sind die starke Wechselwirkung, die schwache Wechselwirkung, die elektromagnetische Wechselwirkung und die Gravitation.
- Für das Standardmodell spielt die Gravitation zunächst keine zentrale Rolle.
- Zu jeder Wechselwirkung gehört eine eigene Ladung, deren Wert angibt, wie sensitiv ein Teilchen für diese Wechselwirkung ist.
Grundwissen
- Die vier fundamentalen Wechselwirkungen sind die starke Wechselwirkung, die schwache Wechselwirkung, die elektromagnetische Wechselwirkung und die Gravitation.
- Für das Standardmodell spielt die Gravitation zunächst keine zentrale Rolle.
- Zu jeder Wechselwirkung gehört eine eigene Ladung, deren Wert angibt, wie sensitiv ein Teilchen für diese Wechselwirkung ist.
Elektrizitätslehre
Magnetisches Feld - Spule
- Gibt es um Hochspannungsleitungen Felder?
- Was versteht man unter der „Rechte- bzw. linke-Faust-Regel“?
- Wie verhindert man Spannungsstöße beim Einschalten?
- Wofür benötigt man Spulen?
Themenbereich
Elektrizitätslehre
Elektromagnetische Schwingungen
- Aus welchen Bauteilen besteht ein elektromagnetischer Schwingkreis?
- Wie lautet die THOMSON-Formel?
- Wo bleibt die Energie eines gedämpften Schwingkreises?
Themenbereich
Elektrizitätslehre
Permanentmagnetismus
- Warum zeigen Kompasse immer nach Norden?
- Wie stellt man Magnete her?
- Was versteht man unter einem Magnetfeld?
- Welche Stoffe sind magnetisch?
Themenbereich
Elektrisches Feld und Feldliniendarstellung
Grundwissen
- Im Raum um eine Ladung herrscht ein elektrisches Feld. Dieses elektrische Feld überträgt die Kraftwirkung dieser Ladung auf andere Ladungen.
- Die elektrische Feldstärke ist definiert als der Quotient aus der elektrischen Kraft \({\vec F_{\rm{el}}}\) auf eine Probeladung und der Probeladung \(q\): \(\vec E = \frac{{{{\vec F}_{\rm{el}}}}}{q}\).
- Für die elektrische Feldstärke \(\vec E\) im Raum um eine punktförmige Ladung \(Q\) gilt: Der Feldstärkevektor ist für eine positive Ladung radial von der Ladung weg und für eine negative Ladung radial zur Ladung hin orientiert, der Betrag ist umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands \(r\) und hat den Wert \(E = \frac{1}{4 \cdot \pi \cdot \varepsilon_0} \cdot \frac{\left|Q\right|}{r^2}\).
- Die elektrische Feldstärke \(\vec E\) im Zwischenraum zweier entgegengesetzt geladener Platten (Flächeninhalt \(A\), Ladung \(Q\)) ist konstant (homogenes elektrisches Feld). Der Feldstärkevektor steht senkrecht zu den Plattenoberflächen, ist von der positiv zur negativ geladenen Platte orientiert und hat den Betrag \(E = \frac{1}{\varepsilon_0} \cdot \frac{\left|Q\right|}{A}\).
Grundwissen
- Im Raum um eine Ladung herrscht ein elektrisches Feld. Dieses elektrische Feld überträgt die Kraftwirkung dieser Ladung auf andere Ladungen.
- Die elektrische Feldstärke ist definiert als der Quotient aus der elektrischen Kraft \({\vec F_{\rm{el}}}\) auf eine Probeladung und der Probeladung \(q\): \(\vec E = \frac{{{{\vec F}_{\rm{el}}}}}{q}\).
- Für die elektrische Feldstärke \(\vec E\) im Raum um eine punktförmige Ladung \(Q\) gilt: Der Feldstärkevektor ist für eine positive Ladung radial von der Ladung weg und für eine negative Ladung radial zur Ladung hin orientiert, der Betrag ist umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands \(r\) und hat den Wert \(E = \frac{1}{4 \cdot \pi \cdot \varepsilon_0} \cdot \frac{\left|Q\right|}{r^2}\).
- Die elektrische Feldstärke \(\vec E\) im Zwischenraum zweier entgegengesetzt geladener Platten (Flächeninhalt \(A\), Ladung \(Q\)) ist konstant (homogenes elektrisches Feld). Der Feldstärkevektor steht senkrecht zu den Plattenoberflächen, ist von der positiv zur negativ geladenen Platte orientiert und hat den Betrag \(E = \frac{1}{\varepsilon_0} \cdot \frac{\left|Q\right|}{A}\).