Lernzirkel Eigenschaften von Magneten - Tipps: Unterschied zwischen den Versionen

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(Station 4: Das Innere eines Magneten (Modell der Elementarmagnete))
(Station 5: Aufgaben)
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==Station 5: Aufgaben==
 
==Station 5: Aufgaben==
Teilt man einen Magneten in immer kleinere Stücke, entstehen wieder Magnete mit Nord- und Südpol. Wiederholt man diese Zerteilung immer und immer wieder, so gelangt man zu den einzelnen Atomen, den Elementarmagneten. Ein Eisenatom ist zum Beispiel ein winziger Magnet.
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'''1)'''
{|class="wikitable" style="border-style: solid; border-width: 4px "
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* Kupfer ist nicht magnetisierbar.
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* ein unmagnetisches Stück Eisen ist zwar nicht magnetisch, kann aber magnetisiert werden.
Bei magnetisierbaren Stoffen, wie Eisen, Nickel und Kobalt sind die Atome kleine Elementarmagnete. Bei nichtmagnetisierbaren Stoffen sind die Atome keine Magnete.
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* Ein magnetisiertes Stück Eisen hat einen Nord- und einen Südpol.
  
Bei magnetisierten Stoffen sind die Elementarmagnete in eine gemeinsame Richtung ausgerichtet.
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'''2)'''
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* Der am Magnet hängende Nagel wird magnetisiert, er bekommt einen Nord- und einen Südpol.
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* Der nächste Nagel wird wiederum vom Nagel obendrüber magnetisiert.
  
'''1)''' In den Bildern sind die Elementarmagnete von
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'''3)'''  
:a) einem unmagnetisierten Stück Eisen
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* Durch das Entlangstreichen richten sich die Elementarmagnete im Nagel in eine Richtung aus.
:b) einem Stück Kupfer
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:c) einem magnetisierten Stück Eisen
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gezeichnet. Ordne die Bilder zu und begründe.
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<gallery widths=200px  perrow=3>
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Bild:Festmagnet vollständig magnetisiert.png|
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Bild:Unmagnetisierbarer_Gegenstand.png|
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Bild:Festmagnet Weiss-Bezirke unmagnetisch.png|
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</gallery>
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'''4)'''
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* Bei einem Permanentmagnet müssen die Elementarmagnete alle in eine Richtung zeigen und sie müssen schwer drehbar sein.
  
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'''5)'''
Reines Eisen (Fe) ohne Beimischungen nennt man ''Weicheisen''. Aus Weicheisen wird durch Beimischung von Kohlenstoff und anderen Zusätzen ''Stahl'' hergestellt.<br>
+
* Magnetisierungslinien beginnen am Südpol und enden am Nordpol.
Dadurch verändert sich die Drehbarkeit der Elementarmagnete! In Weicheisen sind sie leicht veränderbar, je mehr Zusätze das Eisen enthält, desto stabiler ist die Ausrichtung der Elementarmagnete.
+
  
'''2)''' In Station 3 habt ihr eine "Nagelkette" an einen Magneten gehängt. Ohne den Magneten bleiben die unteren Nägel nicht an dem oberen hängen.
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'''6)'''
*Zeichnet ein Bild mit einer Nagelkette mit nur zwei Nägeln. Zeichnet in den Magneten sowie in die Nägel die Ausrichtung der Elementarmagnete und die Pole ein.
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* Die Magnetisierungslinien zeigen die Ausrichtung der Elementarmagnete an. An jeder Stelle des Magneten kann es nur eine Ausrichtung geben, deshalb gilt:
*Erklärt warum die Nägel mit Magnet aneinander haften und ohne Magnet nicht.
+
:Magnetisierungslinien kreuzen sich nie!
  
'''3)''' Bei Station 3 habt ihr einen Eisennagel magnetisiert und durch Erschütterungen wieder entmagnetisiert.<br>
+
'''7)'''
*Erkläre dieses Ergebnis mit dem Modell der Elementarmagnete. (Zeichnung und Text)
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* Dort, wo das Weicheisen einen Nordpol berührt, bekommt es einen Südpol und umgekehrt.
 
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'''4)''' Wie werden wohl Permanentmagnete hergestellt, die man kaufen kann? Überlegt euch mindestens eine Möglichkeit.
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Bei einem magnetisierten Gegenstand hebt sich die Wirkung der Nord- und Südpole in der Mitte gegenseitig auf. Nur die Pole am Anfang und am Ende wirken nach Außen.<br>
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Man beschreibt daher den Magnetisierungszustand auch mit Magnetisierungslinien:
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{|class="wikitable" style="border-style: solid; border-width: 4px "
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[[Datei:Festmagnet mit Ladungen.png|200px]]
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Magnetisierungslinien beschreiben die Ausrichtung der Elementarmagnete innerhalb eines Gegenstandes. Sie verlaufen vom Südpol zum Nordpol.
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'''5)''' Bei diesen Permanentmagneten ist die Ausrichtung der Elementarmagnete durch Magnetisierungslinien gekennzeichnet.
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*Kennzeichne die Südpole grün und die Nordpole rot.
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'''6)''' Bei diesen Permanentmagneten sind die Pole gekennzeichnet.
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*Zeichne den möglichen Verlauf der Magnetisierungslinien ein.
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<gallery widths=200px  perrow=3>
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Bild:Lernzirkel_Magnetismus_Aufgabe_Magnetisierungslinien_Hufeisenmagnet.png
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Bild:Lernzirkel_Magnetismus_Aufgabe_Magnetisierungslinien_Rundmagnet_NSNS.png
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Bild:Lernzirkel_Magnetismus_Aufgabe_Magnetisierungslinien_Rundmagnet_NNSS.png
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</gallery>
+
 
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'''7)''' An einen Permanentmagneten hängen ein oder zwei Weicheisenstücke.
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*Baut euch selbst die Situation nach und sucht mit einem Kompass die Pole.
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*Zeichnet dann die Magnetisierungslinien im Weicheisen ein.
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;Material
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*ein Stabmagnet
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*zwei Stücke Weicheisen
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*ein Minikompass
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<gallery widths=200px  perrow=3>
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Bild:Lernzirkel_Magnetismus_Aufgabe_Magnetisierungslinien_Stabmagnet_mit_Weicheisen.png
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Bild:Lernzirkel_Magnetismus_Aufgabe_Magnetisierungslinien_Stabmagnet_mit_zwei_Weicheisen.png
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</gallery>
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<br style="clear: both" />
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Version vom 20. September 2015, 20:15 Uhr

Eine Nagelkette

  • Die Nägel bekommen in der Nähe von magnetischen Polen auch Magnetpole. Wo sind welche Pole an den magnetisierten Nägeln?


Ergebnisse

Eine Nagelkette

Folgerung

1) Durch den Magnet werden die Nägel selbst zu einem Magnet, sie bekommen einen Nord- und einen Südpol. Das nennt man magnetische Influenz.

2) Ohne den Magneten sind die Eisennägel nur noch wenig magnetisiert, die starke Magnetisierung ist nicht dauerhaft.



A) Eigenschaften von Magneten

Station 1: Ein Magnet und andere Stoffe

  • Von den Metallen sind nur Eisen, Nickel und Kobalt magnetisierbar.
  • Alle Nicht-Metalle sind nicht magnetisierbar.

Station 2: Die Pole eines Permanentmagneten (Kompass)

  • Einen drehbar aufgehängten Magnet nennt man auch Kompass.
  • Die Stellen des Magneten mit der stärksten Wechselwirkung heißen Pole.

Station 3: Magneten herstellen und zerstören (magnetische Influenz)

  • Auch ein nicht magnetisierter Nagel wird in der Nähe des Magneten magnetisiert und bekommt einen Nord- und einen Südpol.
  • Ein dauerhaft magnetisierter Nagel kann bei einem Kompass auch eine abstoßende Wirkung zeigen.
  • Ein nicht magnetisierter Nagel zeigt immer nur anziehende Wirkung.

Station 4: Das Innere eines Magneten (Modell der Elementarmagnete)

  • Jedes der Magnet-Bruchstücke hat wieder einen Nord- und einen Südpol.
  • Auch an den Bruchstellen des magnetisierten Eisendrahts entstehen immer zwei neue Pole.

Station 5: Aufgaben

1)

  • Kupfer ist nicht magnetisierbar.
  • ein unmagnetisches Stück Eisen ist zwar nicht magnetisch, kann aber magnetisiert werden.
  • Ein magnetisiertes Stück Eisen hat einen Nord- und einen Südpol.

2)

  • Der am Magnet hängende Nagel wird magnetisiert, er bekommt einen Nord- und einen Südpol.
  • Der nächste Nagel wird wiederum vom Nagel obendrüber magnetisiert.

3)

  • Durch das Entlangstreichen richten sich die Elementarmagnete im Nagel in eine Richtung aus.

4)

  • Bei einem Permanentmagnet müssen die Elementarmagnete alle in eine Richtung zeigen und sie müssen schwer drehbar sein.

5)

  • Magnetisierungslinien beginnen am Südpol und enden am Nordpol.

6)

  • Die Magnetisierungslinien zeigen die Ausrichtung der Elementarmagnete an. An jeder Stelle des Magneten kann es nur eine Ausrichtung geben, deshalb gilt:
Magnetisierungslinien kreuzen sich nie!

7)

  • Dort, wo das Weicheisen einen Nordpol berührt, bekommt es einen Südpol und umgekehrt.