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.

• 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

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

• 1 - Magnetfeld einer Spule

  Versuch "Magnetfeld einer Spule"

  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.

  
  
• 2 - Der Elektromagnet

  Versuch "Der Elektromagnet"

  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.

  
  
• 3 - Elektromagnetische Induktion

  Versuch "Elektromagnetische Induktion"

  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.

  
  
• 4 - Wechselspannung generieren

  Versuch "Wechselspannung generieren"

  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.

  
  
• 5 - Der Transformator

  Versuch "Der Transformator"

  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.

  
  
• 6 - Ørsted-Versuch

  Versuch "Ørsted-Versuch"

  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.

  
  
• 7 - Lenzsche Regel

  Versuch "Lenzsche Regel"

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

  
  
• 8 - Selbstinduktion

  Versuch "Selbstinduktion"

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

  
  
• 9 - Impedanz einer Spule

  Versuch "Impedanz einer Spule"

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

  
  

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