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==Aufgaben zur Energie==
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==Praktikum: Äquipotentialflächen messen==
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====Energieträger und Energieformen====
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===Arbeitsauftrag===
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[[Datei:Praktikum_Äquipotentiallinien_Kondensator.jpg|thumb|Als "Kondensatorplatten" kann man auch zwei kurze Stativstangen nehmen.]]
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*Zeichnen Sie für einen Kondensator und einen elektrischen Dipol die Äquipotentialflächen (Linien) für 0V, 1V, ... ,9V, 10V.
  
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'''1)''' Eine Batterie ist ein Energieträger. Denn in der Batterie steckt Energie, mit der man einen Motor antreiben kann.
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*Erstellen Sie jeweils ein Diagramm des Potentials und der Feldstärke über den Ort.
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*Nenne drei weitere Gegenstände, die auch Energieträger sind und sage, was man mit dieser Energie machen kann.
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:Beim Kondensator auf der Symmetrieachse senkrecht zu den "Platten", beim Dipol auf der Verbindungslinie zwischen den Polen.
  
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'''2)''' Die Tabelle zeigt, welche verschiedenen Namen man der Energie verschiedener Träger gegeben hat.
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*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.
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*Nenne für jede Energieform ein ''anderes'' Beispiel in folgender Art:
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:"Der Wind, also Luft, die sich schnell bewegt, enthält Bewegungsenergie."
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;Material
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:Netzgerät, Kroko-Kabel,  eckige Tonnenfüße, 200g-Gewichte, feuchtes Papier, Multimeter mit Messkabel
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Energieträger
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;Aufbau
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! colspan="2" "|
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: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!
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Name der Energieform
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:Der Kondensator wird aus vier eckigen Standfüßen gebaut, der Dipol aus zwei 200g-Gewichten.
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:Mit zwei Kroko-Kabeln werden die Pole an das Netzgerät angeschlossen. Den Minuspol legt man als 0V fest ("Erde")
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: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.
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:Die Spannung am Netzteil wird so geregelt, dass der Pluspol auf dem Potential von 10V liegt (am Papier gemessen!).
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===Beobachtungen===
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Holz
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[[Datei:Praktikum_Äquipotentiallinien_Messergebnis_Kondensator_klein.jpg|thumb|Äquipotentiallinien des Kondensators.]]
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|colspan="2"|chemische Energie
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heißes Wasser
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[[Datei:Praktikum_Äquipotentiallinien_Messergebnis_Dipol_klein.jpg|thumb|Äquipotentiallinien des Dipols.]]
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|colspan="2"|Wärmeenergie
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geriebener Luftballon
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|colspan="2"|elektrische Energie
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Licht
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|colspan="2"|Lichtenergie<ref>Das Licht selbst besteht nicht aus Energie, es enthält die Energie! Was das Licht selbst ist, kann man nicht so einfach beantworten.</ref>
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laufender Mensch
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|Bewegungsenergie
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|rowspan="3"|mechanische Energie
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[[Media:Luftballon Druecken.jpg|zusammengedrückter Luftballon]]
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|Spannenergie
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hochgelegenes Wasser in einem Stausee
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|Lageenergie
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'''3)''' Aus der Tabelle kann man ablesen:
 
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:"Mit der Energie von 38 Stunden Sonnenlicht auf einen Quadratmeter kann man den Akku eines E-Autos aufladen."
 
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*Bilde drei weitere Sätze in dieser Art.
 
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{|class="wikitable" style="text-align: right; "
 
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Gegenstand
 
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Energiemenge in Joule
 
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Sonnenlicht auf einen m<sup>2</sup> für eine Sekunde
 
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1.300 J
 
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ein Liter Benzin
 
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30.000.000 J
 
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Akku eines E-Autos<ref>Siehe Wikipedia: [https://de.wikipedia.org/wiki/Tesla_Model_3#Batterietechnik Tesla Model 3]</ref>
 
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180.000.000 J
 
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|-
 
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aufgepumpter Fahrradreifen
 
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600 J
 
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|-
 
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Schulranzen auf einem ein Meter hohen Tisch
 
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100 J
 
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|-
 
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Ein Liter kochendes Wasser<ref>Im Vergleich zu Zimmertemperatur bei 20°C.</ref>
 
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300.000 J
 
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|-
 
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Fahrradfahrerin mit 30 km/h
 
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3.000 J
 
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|-
 
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eine Tafel Schokolade
 
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2.000.000 J
 
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<br style="clear: both" />
 
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==Energiewandler / Energieumlader==
 
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[[Datei:Aufgaben_Energieumlader.png|399px|left]]
 
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'''4) Energie für Maschinen'''
 
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Ein Automotor bekommt mit dem Benzin seine Energie und setzt damit das Auto in Bewegung. Der Motor wird dabei auch sehr heiss. Der Motor lädt die Energie vom Benzin auf die Bewegung des Autos und auf den heissen Motor um. 
 
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:'''a)''' Trage in die Energieumladerdiagramme die passenden Energieträger oder den Namen des Umladers ein!
 
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:'''b)''' Wie kann man Energie von Licht auf Bewegung umladen? Zeichne dazu zwei geeignete Energieumlader hintereinander.
 
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<br style="clear: both" />
 
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[[Datei:Aufgabe_Energie_für_Mensch_und_Tier.png|435px|left]]
 
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'''5) Energie für den Menschen'''
 
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Mit welchen Energieträgern bekommen der Mensch, eine Kuh, eine Graspflanze und eine Weizenpflanze ihre Energie? In welche Träger wird die Energie hineingesteckt?
 
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'''a)''' Trage die Begriffe in die Diagramme unter die Pfeile ein!
 
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Körner/Fleisch           Körner
 
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Muskelmasse&Fett&Milch    Muskelmasse&Fett&Milch 
 
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Kot&Urin                  Kot&Urin
 
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Wärme                   Wärme
 
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Grashalme           Grashalme
 
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Bewegung                  Bewegung
 
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Licht                   Licht
 
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'''b)''' Zeichne eine Energieumladerkette für einen Menschen, der nur Fleisch isst und einen Menschen, der nur Brot ist. Wo kommt schlußendlich die Energie für den Menschen her?
 
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<br style="clear: both" />
 
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'''6) Viele verschiedene Energieumlader'''
 
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In [[Media: Energieumlader-Tabelle_teilausgefüllt_als_Aufgabe.pdf|dieser Tabelle]] sind viele Energieumlader aufgeführt. Auf der linken Seite sieht man, mit welchem Träger sie ihre Energie bekommen und oben kann man ablesen, mit welchem Träger sie die Energie wieder abgeben. Ein Baum bekommt seine Energie mit dem Licht und speichert sie in seinem Holz. Ein Ofen wiederum kann seine Energie mit Holz bekommen und sie mit der warmen Luft wieder abgeben.
 
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*Ergänze die farbig markierten Lücken mit geeigneten Energieumladern.
 
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==Fußnoten==
 
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<references>
 

Version vom 18. März 2026, 07:51 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

Äquipotentiallinien des Kondensators.
Äquipotentiallinien des Dipols.
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