Übung zur Induktion 1

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Übung zur Induktion 1 - Induktion in bewegten Leitern

In der folgenden Übung sollen die Schüler mit Hilfe des TI-Nspire CAS eine geeignete Kalkulationstabelle für das vorgegebene Problem (bewegte Leiter im räumlich begrenzten Magnetfeld) erstellen, die dazu notwendigen Berechnungen durchführen, den geforderten Zusammenhang graphisch darstellen und Zwischenwerte ablesen. 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 bewegten Leitern

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


Aufgabe

Die beiden unten skizzierten Leiterschleifen werden aus einem Magnetfeld der Flussdichte B=0,2 mT mit einer Geschwindigkeit v_a=v_b=0,1 ms^{-1} herausgezogen. Skizzieren Sie jeweils den zeitlichen Verlauf der Induktionsspannung U_{Ind} ! Legen Sie dazu eine Datei an und führen Sie die dazu notwendigen Berechnungen durch! Bestimmen Sie graphisch, zu welchen Zeiten die Induktionsspannungen der beiden Leiter den gleichen Betrag aufweisen!

ÜbInd01Skizze2.jpg

Lösungen

Datentabellen


ÜbInd01bDaten01.jpg ÜbInd01bDaten02.jpg

ÜbInd01bDaten03.jpg ÜbInd01bDaten04.jpg

Graphiken

ÜbInd01bGraphik01.jpg ÜbInd01bGraphik02.jpg

ÜbInd01bGraphik03.jpg

Die Induktionsspannungen weisen bei  \ t=10s~~~(1,15 \cdot 10^{-5} ~V) und bei  \ t=13s~~~(1 \cdot 10^{-5} ~V) den gleichen Betrag auf.