Bewegung eines Magneten im Feld einer Spule

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Inhaltsverzeichnis

Induktion, eigenständiges Arbeiten

Selbstgewickelte Spule

Selbstgewickelte Spule wird im Magnetfeld eines Hufeisenmagneten gedreht. Zu beobachten ist Spannung am Messverstärker.

Wickele mit einem 2m-langem Kabel eine Spule mit einem Radius von 3cm und verbinde die Wicklungen (z.B. mit einem Malerkrepp, 4cm reichen aus!) Verbinde deine Spule mit einem empfindlichen Spannungsmessgerät (Verstärker). Dokumentiere bei den nachfolgenden Teilaufgaben deine Beobachtungen/Messwerte.

  1. Bewege die Spule mit einer konstanten Geschwindigkeit in das Feld eines Hufeisenmagneten hinein. Dabei soll die Fläche der Spule senkrecht zur Magnetfeldrichtung gehalten werden.
  2. Halte die Spule mit einem Teil der Querfläche im Magnetfeld mit dem anderen Teil außerhalb ohne sie zu bewegen.
  3. Bewege die Spule im Magnetfeld. Dabei soll die Fläche der Spule senkrecht zum Magnetfeld stehen.
  4. Halte die Spule wie bei c), drücke dabei die Spule etwas zusammen, so dass sich die Fläche der Spule ändert.
  5. Drehe die Spule langsam um ihre Achse bis zu einem Winkel von 90°, so dass sich die senkrecht durchsetzte Fläche ändert und die Spulenfläche am Ende parallel zu der Magnetfeldrichtung steht.
  6. Rotiere die Spule im Magnetfeld um verschiedene Drehachsen

Funktionsweise eines Verstärkers

Recherchiere, die Aufgabe und Funktionsweise eines Verstärkers zusammen. Gehe dabei auch auf die Rolle und Funktion von Transistoren ein.

Ein Stabmagnet wird auf einer Feder innerhalb einer Spule bewegt.

Stabmagnete an einer Feder

Befestige einen größeren Stabmagneten an einer Feder, so dass er durch eine Spule mit einer hohen Windungszahl (z.B. 20000) ungehindert schwingen kann.

  1. Verbinde die Anschlüsse der Spule mit einer Leuchtdiode und bringe den Stabmagneten zum Schwingen.
  2. Schließe eine weitere Leuchtdiode parallel zu der ersten an, aber so, dass es zu zeitversetzten Leuchterscheinungen kommt.
  3. Recherchiere welche Eigenschaft der LED als Diode ausgenutzt wird, wenn es zu der zeitlich versetzten Lichterscheinung kommt.
  4. Erfasse die Werte der Induktionsspannung mittels eines Datenerfassungsgeräts und übertrage den Graphen auf dieses Blatt. Erkläre seinen Verlauf.

Zusammenfassung der relevanten Größen

Welche Größen waren in den vorherigen Aufgaben für das Entstehen der Spannung verantwortlich? Erstelle eine tabellarische Übersicht

Theorie, Geschichte und Formel

  1. Was versteht man unter elektromagnetischer Induktion?
  2. Durch wen wurde sie wann entdeckt?
  3. Wo findet sie Anwendung?
  4. Was versteht man unter magnetischen Fluss?
  5. Welcher formeller Zusammenhang besteht zwischen der Änderung des magnetischen Flusses und der indizierten Spannung Uind ?

Selbsterzeugte Höchstspannung

Ein Stabmagnet wird innerhalb einer Spule bewegt.

Untersuche welche Höchstspannung man durch das Herausziehen eines Magneten aus einer Spule erreichen kann. Achte bitte auf deine Mitschüler (Verletzungsgefahr!) und die eigene Gesundheit.


Spule in der Spule

Spule in der Spule: Legen Sie eine kleine Spule in eine große und schließen Sie die große an ein Netzgerät, die kleinere an ein Spannungsmessgerät.