HTW Chur: Telekommunikation und Informatik: Physik

P6.13: Elektromagnetische Induktion

Lernziele:

  • Anwendungen des Elektromagnetismus kennen und erklären können
  • Das Induktionsgesetz von Faraday kennen und technische Wirkungen damit erklären können.
  • Die Selbstinduktion in Induktivitäten erklären können.

Ablauf:

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Einführung

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Das Induktionsgesetz von Faraday

6 Stationen mit einführenden Experimenten. Sie sollten jeweils das Experiment skizzieren und den Ablauf kurz beschreiben.

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A Spule und Magnet

Der Magnet wird in die Spule eingetaucht und wieder herausgezogen. Messen Sie die Spannung zwischen den Enden der Spule. Wovon hängt die Grösse dieser Spannung ab?

B Zwei Spulen

In der einen Spule fliesst ein Strom. Die Spannung zwischen den Enden der anderen Spule wird gemessen. Was geschieht beim Einschalten und beim Ausschalten des Stromes? Was geschieht, wenn man den Strom langsam verändert?

C Induktionsgerät

Eine Leiterschleife wird mit konstanter Geschwindigkeit aus dem Magnetfeld herausgezogen. Die Spannung an der Leiterschleife wird gemessen. Wie hängt diese Spannung von der Geschwindigkeit, dem Magnetfeld und der Geometrie der Leiterschleife ab?

D Lenz'sche Regel

Ein Aluminiumring liegt um den Eisenkern, der durch eine Spule geht. Durch die Spule wird ein Strom eingeschaltet bzw. abgeschaltet. Beobachten Sie, was beim Ein- und Ausschalten geschieht. Versuchen Sie Ihre Beobachtungen zu erklären.

E Selbstinduktion: Einschalten des Stromes

Ein Stromkreis mit Spule (mit Weicheisenkern) und Glühlampe wird eingeschaltet. Beobachten Sie die Lampe beim Einschalten und versuchen Sie die Erscheinungen zu erklären.

F Selbstinduktion: Ausschalten des Stromes

Ein Stromkreis mit Spule (mit Weicheisenkern) und wird eingeschaltet und dann ausgeschaltet. Parallel zur Spule ist eine Glimmlame (Zündspannung ca. 90 V) geschaltet. Beobachten Sie die Glimmlampe beim Ausschalten des Stromes und versuchen Sie die Erscheinungen zu erklären.

[Beschriftung]

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Zusammenfassung:
Induktionsgesetz von Faraday, Lenz'sche Regel, Selbstinduktuion

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Zusammenfassung

Literatur:

Metzler: Physik: 
S. 246ff. Elektromagnetische Induktion

Links:

Berkeley Physikkurs: http://www.mip.berkeley.edu/physics/bookddx.html
Magnetische Felder: http://www.dbg.rt.bw.schule.de/lehrer/ritters/physik/magf/p_mf.htm
Lehrpfad Elektrotechnik: http://infaut.et.uni-magdeburg.de/le_elektrik/
Elektromagnetische Induktion: http://i115srv.vu-wien.ac.at/physik/ws95/w95e0dir/w95e3000.htm

 

13.2.2004 kn