*: Unterschied zwischen den Versionen

Aus Schulphysikwiki
Wechseln zu: Navigation, Suche
 
(481 dazwischenliegende Versionen des gleichen Benutzers werden nicht angezeigt)
Zeile 1: Zeile 1:
 
__NOTOC__
 
__NOTOC__
−
==Leere Seite==
 
 
{|
 
{|
−
|height="1000px"|
+
|height="910px"|
 +
|}__NOTOC__
 +
==Praktikum: Äquipotentialflächen messen==
 +
===Arbeitsauftrag===
 +
[[Datei:Praktikum_Äquipotentiallinien_Kondensator.jpg|thumb|Als "Kondensatorplatten" kann man auch zwei kurze Stativstangen nehmen.]]
 +
*Zeichnen Sie für einen Kondensator und einen elektrischen Dipol die Äquipotentialflächen (Linien) für 0V, 1V, ... ,9V, 10V.
  
−
|}
+
*Erstellen Sie jeweils ein Diagramm des Potentials und der Feldstärke über den Ort.
−
__NOTOC__==Grundlagen des Induktionsgesetzes==
+
:Beim Kondensator auf der Symmetrieachse senkrecht zu den "Platten", beim Dipol auf der Verbindungslinie zwischen den Polen.
  
−
=====Verschiedene Wege zur Induktionsspannung=====
+
*Berechnen Sie für den Kondensator und den Dipol die elektrische Feldstärke an einer selbst ausgewählten und auf dem Papier markierten  Stelle. Bestimmen Sie die Kraft, die dort auf ein Elektron wirkt.
−
*Zählen Sie möglichst viele verschiedene Möglichkeiten auf, wie man experimentell Induktionsspannung an einer Leiterschleife hervorrufen kann und erläutern Sie diese.
+
  
−
=====Magnetischer Fluss=====
+
;Material
−
*Erläutern Sie anhand von verschiedenen Beispielen, was der magnetische Fluss durch eine Fläche ist.
+
:Netzgerät, Kroko-Kabel,  eckige Tonnenfüße, 200g-Gewichte, feuchtes Papier, Multimeter mit Messkabel
 +
;Aufbau
 +
:Das Papier vollständig nass machen und etwas abtropfen lassen. Es ist wichtig, dass es während der Messung gleichmäßig feucht ist. Angetrocknete Stellen verfälschen das Ergebnis!
 +
:Der Kondensator wird aus vier eckigen Standfüßen gebaut, der Dipol aus zwei 200g-Gewichten.
 +
:Mit zwei Kroko-Kabeln werden die Pole an das Netzgerät angeschlossen. Den Minuspol legt man als 0V fest ("Erde")
 +
:Mit dem Multimeter die Potentialdifferenz (Spannung) zwischen Minuspol und einer Stelle auf dem Papier messen und Orte gleichen Potentials z.B. 4V auf dem Papier markieren.
 +
:Die Spannung am Netzteil wird so geregelt, dass der Pluspol auf dem Potential von 10V liegt (am Papier gemessen!).
 +
<br style="clear: both" />
  
−
=====Induktionsgesetz=====
+
===Beobachtungen===
−
*Wie lautet das Induktionsgesetz in Worten?
+
−
*Wie lautet das Induktionsgesetz als Formel in den folgenden Situationen:
+
−
**Allgemeingültig
+
−
**Nur die Feldstärke ändert sich, Schleifenfläche und Magnetisierung sind konstant.
+
−
**Nur die Schleifenfläche ändert sich, die Feldstärke und die Magnetisierung sind konstant.
+
−
**Nur die Magnetisierung ändert sich, Schleifenfläche und Feldstärke sind konstant.
+
−
==Anwendung des Induktionsgesetzes==
+
−
=====Primär und Sekundärspule=====
+
−
[[Datei:Aufgabe_Primär_Sekundärspule.png|thumb|333px]]
+
−
[[Datei:Aufgabe_Primär_Sekundärspule_Stromstärkeverlauf_Dreiecksspannung.png|thumb]]
+
−
Innerhalb einer "großen" Primärspule mit 500 Windungen liegt eine "kleine" Sekundärspule mit 2000 Windungen. (Siehe Zeichnung) Durch die Primärspule fließt ein Strom von zwei Ampère.
+
−
 
+
−
Die Spule wird dann von der Spannungsquelle getrennt, wodurch die Stromstärke innerhalb von einer tausendstel Sekunde auf Null Ampère zurückgeht.
+
−
 
+
−
:'''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.
+
−
 
+
−
Danach legt man an die Primärspule eine Dreiecksspannung mit einer Frequenz von 50Hz an, die zu einer maximalen Stromstärke von 2A führt. (Siehe Zeichnung)
+
−
Zur Messung der Spannung an der Sekundärspule wird ein Oszilloskop angeschlossen.
+
−
 
+
−
:'''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 30° in der Primärspule liegt?
+
−
<br style="clear: both" />
+
−
 
+
−
=====Eine Spule taucht ein=====
+
−
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.
+
−
:[[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.
+
−
 
+
−
=====Magnet im freien Fall=====
+
−
[[Datei:Aufgabe_fallender_Magnet_durch_Spule.png|thumb]]
+
−
Ein Permanentmagnet wird über eine Spule gehalten und losgelassen. An die Spule ist ein Oszilloskop angeschlossen.
+
−
*Zeichnen Sie den zeitlichen Verlauf der gemessenen Induktionsspannung qualitativ in ein Koordinatensystem und erläutern Sie ihr Ergebnis.
+
−
<br style="clear: both" />
+

Aktuelle Version vom 18. März 2026, 07:58 Uhr

Praktikum: Äquipotentialflächen messen

Arbeitsauftrag

Als "Kondensatorplatten" kann man auch zwei kurze Stativstangen nehmen.
  • Zeichnen Sie für einen Kondensator und einen elektrischen Dipol die Äquipotentialflächen (Linien) für 0V, 1V, ... ,9V, 10V.
  • Erstellen Sie jeweils ein Diagramm des Potentials und der Feldstärke über den Ort.
Beim Kondensator auf der Symmetrieachse senkrecht zu den "Platten", beim Dipol auf der Verbindungslinie zwischen den Polen.
  • Berechnen Sie für den Kondensator und den Dipol die elektrische Feldstärke an einer selbst ausgewählten und auf dem Papier markierten Stelle. Bestimmen Sie die Kraft, die dort auf ein Elektron wirkt.
Material
Netzgerät, Kroko-Kabel, eckige Tonnenfüße, 200g-Gewichte, feuchtes Papier, Multimeter mit Messkabel
Aufbau
Das Papier vollständig nass machen und etwas abtropfen lassen. Es ist wichtig, dass es während der Messung gleichmäßig feucht ist. Angetrocknete Stellen verfälschen das Ergebnis!
Der Kondensator wird aus vier eckigen Standfüßen gebaut, der Dipol aus zwei 200g-Gewichten.
Mit zwei Kroko-Kabeln werden die Pole an das Netzgerät angeschlossen. Den Minuspol legt man als 0V fest ("Erde")
Mit dem Multimeter die Potentialdifferenz (Spannung) zwischen Minuspol und einer Stelle auf dem Papier messen und Orte gleichen Potentials z.B. 4V auf dem Papier markieren.
Die Spannung am Netzteil wird so geregelt, dass der Pluspol auf dem Potential von 10V liegt (am Papier gemessen!).


Beobachtungen

Von „http://schulphysikwiki.de/index.php?title=*&oldid=18356“