Ãœbung zur Induktion 3
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Inhaltsverzeichnis |
Ãœbung zur Induktion 3 - Induktion in einem koaxialen Spulenpaar
In der folgenden Übung sollen die Schüler mit Hilfe des TI-Nspire CAS eine geeignete Kalkulationstabelle für das vorgegebene Problem (Induktion in einem koaxialen Spulenpaar) erstellen, die dazu notwendigen Berechnungen durchführen und den geforderten Zusammenhang graphisch darstellen. Diese Übung ähnelt herkömmlichen Übungen zur Induktion, wie sie auch ohne CAS bzw. GTR durchgeführt werden können, das würde dann aber einen höheren Zeitaufwand benötigen.
Thema/Anforderungen
Thema: Induktion in einem koaxialen Spulenpaar
Sekundarstufe: II
EPA-Sachgebiet: Felder
Kompetenzen: Erstellen einer Kalkulation, Durchführen von Berechnungen, Erstellen einer Graphik
Fachmethoden/AB I:
- Durchführung einer Berechnung
Fachmethoden/AB II:
- Graphischen Veranschaulichung physikalischer Abhängigkeiten
- Auswählen und Verknüpfen von Daten, Fakten und Methoden in einem abgegrenzten Bereich
Aufgabe
Im Innern einer Feldspule mit Windungen und einer Länge von
befindet sich koaxial angeordnet eine Induktionsspule derselben Länge, mit
Windungen und einer Fläche von
(siehe Skizze). Die Stromstärke durch die Feldspule wird zunächst innerhalb von fünf Sekunden gleichmäßig von Null auf
erhöht, bleibt dann weitere fünf Sekunden auf diesem Wert und fällt danach innerhalb von zehn Sekunden gleichmäßig auf
ab. Skizzieren Sie mit Hilfe des TI-NSpireâ„¢ den zeitlichen Verlauf:
a) der Stromstärke durch die Feldspule,
b) des magnetischen Flusses Φ durch die Induktionsspule und
c) der Induktionsspannung an der Induktionsspule!
Erstellen Sie dazu eine Datei, berechnen Sie die dazu notwendigen Werte und stellen Sie die geforderten Grafiken dar!
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