Physik-Experimente zum Zusammenspiel von Magnetismus und Elektrizität

Klassensatz Elektrik 2.0 „Induktion und Wechselspannung“

Mit diesen hochwertigen Materialien können Ihre Schülerinnen und Schüler ab der 9. Klasse wichtige Experimente rund ums Thema Induktion und Wechselspannung selbst durchführen. Von fesselnden Beispielen aus dem Alltag motiviert, erarbeiten sie mit diesem Klassensatz sicher, wie Magnetismus und Elektrizität zusammenspielen.
Dabei werden Fragen beantwortet wie: Was passiert z. B. in einer Spule, wenn Strom hindurchfließt? Wie unterscheiden sich die magnetischen Felder um einen stromdurchflossenen Leiter und eine Spule?
Mit diesem Experimentier-Set ist eine hohe Anzahl an lehrplanrelevanten Themen für sechs Lerngruppen zu einem sehr guten Preis-/Leistungsverhältnis umsetzbar.

Besonderheiten

Mit diesem Material können zusätzlich Experimente für abiturrelevante Themen erarbeitet werden, s. u.
Der begehrte U-I-Kern ist gleich sechsmal für die parallele Arbeit der Lerngruppen im Klassensatz vorhanden.
Die Vollständigkeit der Experimentiermaterialien ist auf einen Blick überprüfbar.

Der Klassensatz Elektrik 2.0 „Induktion und Wechselspannung“ ist für das Experimentieren mit 6 parallelen Lerngruppen (à 2-3 Schülerinnen und Schüler) ab Klasse 9 geeignet.

Die umfangreiche Handreichung ist Bestandteil des Experimentier-Sets.

Bilder überspringen

Das Bild zeigt einen roten Koffer, der eine Vielzahl von Experimentiermaterialien enthält. Die Ausstattung umfasst verschiedene Messgeräte und Zubehörteile, die für den Einsatz im Bildungsbereich vorgesehen sind.

Das Bild zeigt einen roten Koffer, der mit verschiedenen Experimentiermaterialien für den Unterricht in Elektrizität ausgestattet ist. Neben den Materialien befindet sich ein Handbuch mit dem Titel "Elektrik 2.0", das Anleitungen und Informationen für die Nutzung der Teile enthält.

Das Bild zeigt ein Lehrmaterial namens "Elektrik 2.0", das sich mit den Themen Induktion und Wechselspannung beschäftigt. Zudem ist ein Junge abgebildet, der mit Experimentiergeräten arbeitet, um elektrische Phänomene zu erforschen.

Das Bild zeigt zwei Schüler, die an einem Tisch experimentieren und ein Smartphone nutzen, um ein Experiment zu beobachten. Neben ihnen befinden sich Messgeräte und eine Konstruktion mit Spulen, die für eine technische oder physikalische Untersuchung verwendet wird.

Das Bild zeigt ein Set aus Experimentierbedarf, das in einer Schaumstoffeinlage aufbewahrt ist. Zu den abgebildeten Utensilien gehören unter anderem ein Kompass, eine Wasserwaage und verschiedene Messinstrumente.

Das Bild zeigt eine Vorrichtung mit einer Plakette, die technische Spezifikationen für elektrische Experimente enthält. Sie befindet sich in einem schaumstoffgepolsterten Behälter, der wohl für den sicheren Transport und die Aufbewahrung gedacht ist.

Das Bild zeigt eine Werkzeug- und Experimentierkiste, die verschiedene Geräte und Materialien für schulische Experimente enthält. Dazu gehören graue Platten, Clips, ein Kompass und weitere Utensilien, die in einer Schaumstoffeinlage organisiert sind.

Das Bild zeigt ein Set von Experimentiermaterialien, das in einem schaumstoffgepolsterten Behälter angeordnet ist. Es enthält verschiedene Komponenten wie Federkontakte, Leitungen und Bauteile mit Beschriftungen, die unterschiedliche Werte anzeigen.

Das Bild zeigt eine Anleitung zu einem physikalischen Versuch, bei dem das Magnetfeld einer Spule untersucht wird. Hierbei wird ein elektrischer Strom durch die Spule geleitet, während der Einfluss des Erdmagnetfelds thematisiert wird.

Das Bild zeigt eine Anordnung von Experimentiermaterialien, die für einen Physikunterricht verwendet werden können. Zu sehen sind unter anderem eine Spirale, verschiedene Verbindungselemente und ein graues Gehäuse, zusammen mit einem Lehrhandbuch.

Das Bild zeigt eine experimentelle Vorrichtung mit einer spiralförmigen Feder und einer LED auf einer grauen Basis, die durch farbige Kabel verbunden ist. Diese Anordnung dient der Veranschaulichung von elektrischen Schaltungen und Experimenten im Bildungsbereich.

Das Bild zeigt eine Anleitung für ein Experiment zur elektromagnetischen Induktion, das in vier Teilversuchen den Zusammenhang zwischen Permanentmagneten und einer Spule untersucht. Es sind Materialien wie Spulen und Magneten aufgelistet, die für die Durchführung benötigt werden.

Das Bild zeigt mehrere Spulen mit unterschiedlichen Wicklungszahlen (300, 600, 1200 Wdg.) sowie zwei Steine mit roter Markierung, die wahrscheinlich als Magneten dienen. Eine Anleitung zu Induktion und Wechselspannung ist ebenfalls sichtbar und gehört zum Experimentiersatz.

Das Bild zeigt eine Hand, die zwei Magneten in ein Gerät hält, während ein Galvanometer zur Messung elektrischer Parameter bereitsteht. Die Komponenten sind für physikalische Experimente im Bildungsbereich konzipiert.

Das Bild zeigt einen Jungen, der konzentriert an einem Experimentiergerät arbeitet, während er von einer anderen Person unterstützt wird. Das Gerät ist mit bunten Kabeln verbunden, die für wissenschaftliche Experimente verwendet werden.

Das Bild zeigt eine Anleitung für ein Experiment zur Erzeugung von Wechselspannung mit einem rotierenden Permanentmagneten vor einer Spule. Es enthält Informationen zu den Materialien und der Durchführung des Versuchs, um grundlegende physikalische Konzepte zu erforschen.

Das Bild zeigt verschiedene Experimentiermaterialien zur Demonstration von Induktion und Wechselspannung, darunter eine Spule, einen Magneten und ein Steuergerät. Neben diesen Materialien liegt ein Handbuch auf, das erläuternde Diagramme und Informationen enthält.

Das Bild zeigt ein Experimentiergerät mit einer Spule, einem Schalter und einem Galvanometer, das zur Messung von elektrischen Strömen verwendet wird. Die Anordnung dient vermutlich zur Demonstration von elektromagnetischen Effekten im Bildungsbereich.

Artikelnummer 54075

* Preis inkl. MwSt. € 1 808,99

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Begleitmaterial

Alle Schüler-Arbeitsblätter liegen als editierbare Wordversionen zum kostenlosen Download bereit.
Die Experimente sind mit Materialliste, Durchführungshinweis, Auswertung und Tipps für Sie als Lehrkraft angereichert.
Hinweisboxen, Formelunterstützung und viele 3D-Abbildungen bieten den Lernenden individuelle Hilfe.

Abiturrelevante Themen, die zusätzlich abgedeckt werden

Magnetfelder stromdurchflossener Leiter und Spulen
Induktion in Spulen
Generator
Transformator
Lenz‘sche Regel
Verzögerter Einschaltvorgang bei Parallelschaltung von L und R, Ein- und Ausschaltvorgänge bei Spulen
Impedanz

Tipp
Für den Versuch Selbstinduktion benötigen Sie zusätzlich einige Teile, die auch im Klassensatz Elektrik "Grundschaltungen" 23410 enthalten sind. Alternativ finden Sie alle diese Kleinteile im Ergänzungsset 54076.

Technische Daten

Alle Schüler-Experimente sind nach RiSu und VDE Sicherheitsvorschriften entwickelt: Strombegrenzung < 3 A, Spannung bis 12 V, Ausgangsspannung beim Trafo bis 4 V AC

Mit einem Kompass wird das durch einen elektrischen Strom (2 A) verursachte Magnetfeld einer Spule mit 8 Windungen untersucht.
Bei der Auswertung wird auch der Einfluss des Erdmagnetfelds auf die Beobachtung thematisiert.

Der Einfluss der Spulenparameter Windungszahl, Stromstärke und Permeabilität auf die Stärke des Magnetfelds wird qualitativ untersucht. Dabei wird die Stärke des Magnetfelds danach beurteilt, wie stark ein Eisenblechstreifen vom oberen Ende eines in der Spule befindlichen I-Kerns angezogen wird.

In vier kleinen Teilexperimenten wird jeweils untersucht, wie sich mit Permanentmagneten und einer Spule eine möglichst hohe Spannung induzieren lässt.
Dabei wird die Höhe der Spannung durch den Ausschlag eines direkt an die Spule angeschlossenen Galvano- oder Multimeters bestimmt.

Ein drehbar gelagerter Permanentmagnet wird vor einer Spule in Rotation versetzt. Die in der Spule generierte Wechselspannung wird mit einem
direkt an die Spule angeschlossenen Galvanometer beobachtet.

In einem unbelasteten Transformator werden mit zwei Multimetern Primär- und Sekundärspannung gemessen.
In der Auswertung wird der gesetzmäßige Zusammenhang zwischen den gemessenen Spannungen und den Windungszahlen der Spulen selbstständig entdeckt.

Mit einem Kompass wird das durch einen elektrischen Strom verursachte Magnetfeld eines Kupferdrahts untersucht. Neben den klassischen Erkenntnissen aus dem Ørsted-Experiment wird auch der störende Einfluss des Erdmagnetfelds auf diesen Versuch thematisiert.

Ein Stabmagnet wird zügig in einen frei hängenden Aluminiumring hinein bewegt. Anschließend werden die Beobachtungen auf das Induktionsgesetz und die Lenz’sche Regel zurückgeführt.

Der Einfluss einer Spule auf den Ein- und Ausschaltvorgang wird in einfachen Stromkreisen aus Schaltern, Lampen und LEDs beobachtet.

Mit einem Funktionsgenerator wird über einen Messwiderstand indirekt die Induktivität mit und ohne Eisenkern bestimmt.

6 × Krokodilklemme
2 × Kupferdraht, weich 1,5 mm (Zuschnitt 450 mm)
1 × Spule 100 m Nähgarn (Baumwolle)
18 × Stabmagnet, 23 mm, Nordpol rot
6 × Drahtspule
6 × Kompasse 25mm Ø, einzeln
6 × Kompassnadel, 32 mm
1 × Schaumstoffeinlage, oben 505x355x40 mm
1 × Schaumstoffeinsatz, unten 515x370x100 mm
1 × Eisenblechstreifen,Satz 10 Stück
6 × Elektrodenhaltebügel auf Steckerstift
6 × Flachstabmagnet mit Lagerpfanne
1 × Glühlampen E10/ 4V/ 1,0A klar, Packung 10 Stück
1 × Hartplastikbox ca. 540x450x150 mm
12 × Krokodilklemme mit 4mm-Stecker
6 × Kurzschlußring Alu 40 mmØ
6 × Nadelhalter mit Steckerstift
6 × Spule mit 1200 Windungen zu 54092 (Schüler)
6 × Spule mit 600 Windungen zu 54092 (Schüler)
6 × U-Kern mit I-Kern und Halteschraube (Schüler)
6 × Baustein Prüfstrecke
1 × Einräumplan KS Elektrik 2.0 - Induktion und Wechselspannung - 01.00
6 × Stck. Hülse für Kohlestäbe

Art-Nr.	Artikel	Preis _{* Preis inkl. MwSt.}
54240	Eisenblechstreifen	€ 14,99 *
23114	Haltebügel auf Steckerstift	€ 11,09 *
49598	Flachstabmagnet, AlNiCo, mit Lagerpfanne	€ 17,79 *
53221	Packung Glühlampen, E10/4 V/1,0 A, klar	€ 7,59 *
23102	Abgreifklemme mit 4-mm-Stecker	€ 5,30 *
512703	Kupferdraht, weich, 450/1,5 mm	€ 1,39 *
50336	Nadelhalter mit Steckerstift	€ 10,09 *
12485	Nähgarn, Baumwolle	€ 3,28 *
54093	Spule für Schüler, 1200 Windungen	€ 60,77 *
54096	Spule für Schüler, 600 Windungen	€ 53,56 *
12450	Magnet, AlNiCo, 23 mm, Nordpol rot markiert	€ 2,64 *
54092	U-Kern mit I-Kern und Halteschraube	€ 82,40 *

Art-Nr.	Artikel	Preis _{* Preis inkl. MwSt.}
54962	Digitales Schüler-Amperemeter, 10 A DC	€ 82,31 *
62791	Brückenstecker, weiß	€ 5,69 *
54076	Ergänzungssatz zu 54075 Induktion und Wechselspannung	€ 51,34 *
52188	Fassung, E10, auf Steckelement	€ 9,19 *
53171	Packung Glühlampen, E10/6 V/0,3 A	€ 6,30 *
23110	Hebelschalter-Arm auf Steckerstift	€ 9,59 *
62718	Leuchtdiode auf Steckelement, weiß	€ 19,99 *
54985	Digital-Multimeter	€ 69,77 *
23111	Schalterkontakt auf Steckerstift	€ 8,89 *
55222	Stromversorgungsgerät, 2 bis 12 V/3 A	€ 223,18 *
20402	Universal-Steckplatte	€ 71,69 *
54961	Digitales Schüler-Voltmeter, 20 V DC	€ 73,39 *
62880	Widerstand auf Steckelement, 20 Ω/1 W	€ 12,09 *