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	__NOTOC__		__NOTOC__
−	==Aufgaben zur Induktion==	+	{|
−	==Anwendung des Induktionsgesetzes==	+	|height="900px"|
−	:'''a)''' Wie groß ist zu Beginn die magnetische Feldstärke? Berechnen Sie den magnetischen Fluß durch die Primär- und die Sekundärspule.	+	|}
−	:'''b)''' Während des Trennens von der Spannungsquelle registriert die Sekundärspule eine Spannung. Begründen Sie dies und berechnen Sie die Spannung.	+	==Das Potential im elektrischen Stromkreis==
−	:'''c)''' Zeichnen Sie in ein Koordinatensystem den zeitlichen Verlauf der mit dem Oszilloskop gemessenen Induktionsspannung ein.	+
−	:Wie ändert sich der Verlauf der Induktionsspannung, wenn die Sekundärspule in einem Winkel von 60° in der Primärspule liegt?	+
−	===Eine Spule taucht ein===	+	====Übertragung des Drucks im Wasserstromkreis auf den elektrischen Stromkreis====
−	Eine Spule wird innerhalb von 2 Sekunden in ein homogenes Magnetfeld mit einer Feldstärke von 1000A/m senkrecht zu den Feldlinien eingetaucht. Die Spule hat einen quadratischen Querschnitt von 5cm Kantenlänge und 300 Windungen. Sie ist an ein Spannungsmessgerät angeschlossen.	+	Der Druck im Wasserstromkreis entspricht dem elektrischen Potential <math>\varphi</math>. Es wird in Volt (nach [https://de.wikipedia.org/wiki/Alessandro_Volta Alessandro Volta] 1745-1827) gemessen.
−	:[[Datei:Induktion_Aufgabe_Rähmchen_in_Feld_eintauchen.png|thumb|none]]	+
−	:'''a)''' Berechnen Sie die gemessene Induktionsspannung.	+
−	:'''b)''' Was kann man messen, wenn die Spule innerhalb des Feldes bewegt wird?	+
−	:'''c)''' Kennzeichnen Sie die Polung der Induktionsspannung mit + und - in der Zeichnung.	+
−	===Transformator===	+	{|class="wikitable" style="border-style: solid; border-width: 4px "
−	:'''a)''' Warum kann man einen Transformator nicht mit Gleichstrom, sondern nur mit Wechselstrom betreiben?	+	|
−	:'''b)''' Erläutern Sie anhand der Zeichnung die Funktionsweise eines Trafos.	+	*Die Batterie erzeugt hinter sich ein hohes Potential und vor sich ein geringes Potential.
−	:[[Datei:trafo_1.png|thumb|none]]	+	*Dieser Potentialunterschied treibt den elektrischen Strom an. Die Elektrizität fließt vom hohen Potential zum niedrigen Potential.
−	:'''c)''' Wie könnte der Trafo eines Netzgerätes gebaut sein, der ein Handy mit 5,7V Spannung versorgt?	+	*Bei einer Verzweigung ändert sich das Potential nie!
		+	*Bei einem Lämpchen (oder einem anderem Widerstand) kann das Potential abfallen.
		+	|}
−	===Ein schwingender Magnet===	+	====Messen des Potentialunterschiedes: die Spannung <math>U</math>====
−	[[Datei:Versuchsaufbau_Lenzsche_Regel.jpg|thumb|50px]]	+	Wie misst man das Potential an einer Stelle eines Stromkreises? Verbindet man mit einem Kabel ein sogenanntes Voltmeter mit der Stelle, so passiert nichts! Man benötigt auch noch ein zweites Kabel. Das Voltmeter kann nämlich nur Potential''unterschiede'' zwischen zwei Stellen messen!
−	Der Nordpol eines Stabmagneten schwingt innerhalb einer Spule auf und ab. Sobald man die Spule mit einem Kabel kurzschließt, wird der Magnet gebremst und bleibt schließlich stehen.	+
−	:'''a)''' Erklären Sie diese Beobachtung.	+
−	:'''b)''' Was würde passieren, wenn man den Versuch mit einer supraleitenden Spule durchführen würde?	+
−	<br style="clear: both" />	+
−	===Ein fallender Magnet===	+	Deswegen legt man das Potential einer beliebigen Stelle als neutral, also  <math>0\,\rm V</math> , fest. An diese Stelle wird eines der beiden Kabel gesteckt. Steckt man das andere Kabel an eine andere Stelle, so zeigt das Voltmeter den Unterschied zu  <math>0\,\rm V</math> , also das dortige Potential, an.
−	[[Datei:Aufgabe_fallender_Magnet.png|thumb|50px]]	+
−	Ein Magnet fällt durch ein Kupferrohr	+
−	:'''a)''' Was kann man beobachten?	+
−	:'''b)''' Wieso kann man für den Versuch kein Plastikrohr und auch kein Eisenrohr verwenden?	+
−	:'''c)''' Wie verändert sich das Versuchsergebnis, wenn man ein Kupferrohr mit dickeren Wänden benutzt?	+
−	:'''d)''' Wie könnte man es erreichen, dass der Magnet schwebt?	+
−	<br style="clear: both" />	+
−	===Wirbelstrombremse===	+	[[Datei:Stromkreis Spannungsmessung Voltmeter.png|465px]]
−	*Nennen Sie Beispiele, bei denen eine Wirbelstrombremse eingesetzt wird.	+
−	*Erläutern Sie das Funktionsprinzip mit einer Zeichnung.	+	{|class="wikitable" style="border-style: solid; border-width: 4px "
−	:Erklären Sie dabei mit Hilfe des Induktionsgesetzes, wie die Ströme fließen.	+	|
−	*Wie kann man die Bremswirkung mit der Energieerhaltung begründen?	+	*Ein Voltmeter kann nur den Potentialunterschied <math>\Delta \varphi</math> messen. Er heißt "Spannung" (<math>U</math>) und wird auch in Volt gemessen.
		+	*Das Potential <math>0\,\rm V</math> kann man an eine beliebige Stelle legen. Meistens ist es der Minuspol ("Masse" oder "Erde").
		+	|}

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Version vom 9. April 2025, 07:28 Uhr

Das Potential im elektrischen Stromkreis

Übertragung des Drucks im Wasserstromkreis auf den elektrischen Stromkreis

Der Druck im Wasserstromkreis entspricht dem elektrischen Potential

$$\varphi$$ . Es wird in Volt (nach Alessandro Volta 1745-1827) gemessen.

Die Batterie erzeugt hinter sich ein hohes Potential und vor sich ein geringes Potential. Dieser Potentialunterschied treibt den elektrischen Strom an. Die Elektrizität fließt vom hohen Potential zum niedrigen Potential. Bei einer Verzweigung ändert sich das Potential nie! Bei einem Lämpchen (oder einem anderem Widerstand) kann das Potential abfallen.

Messen des Potentialunterschiedes: die Spannung $$U$$

Wie misst man das Potential an einer Stelle eines Stromkreises? Verbindet man mit einem Kabel ein sogenanntes Voltmeter mit der Stelle, so passiert nichts! Man benötigt auch noch ein zweites Kabel. Das Voltmeter kann nämlich nur Potentialunterschiede zwischen zwei Stellen messen!

Deswegen legt man das Potential einer beliebigen Stelle als neutral, also

$$0\,\rm V$$ , fest. An diese Stelle wird eines der beiden Kabel gesteckt. Steckt man das andere Kabel an eine andere Stelle, so zeigt das Voltmeter den Unterschied zu $$0\,\rm V$$ , also das dortige Potential, an.

Ein Voltmeter kann nur den Potentialunterschied $$\Delta \varphi$$ messen. Er heißt "Spannung" ( $$U$$ ) und wird auch in Volt gemessen. Das Potential $$0\,\rm V$$ kann man an eine beliebige Stelle legen. Meistens ist es der Minuspol ("Masse" oder "Erde").