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Elektrizitätslehre (2)

 

Hier findest du alle Inhalte zur Unterrichtseinheit.


Inhalt - Elektrizitätslehre

 

Teil 1:
Elektrische Erscheinungen
1) Elektrizität im Alltag
2) LADEN und ENTLADEN    
3) Nachweis elektrischer Ladungen
Das Elektroskop        
Wie können sich Körper elektrisch aufladen?
Teilchenmodell (Kugelmodell)
Atommodell nach Bohr    
Leiter und Nichtleiter        
Der elektrische Stromkreis
Schaltsymbole
Energie
Was ist Energie?    
Der elektrische Strom    
Elektrischer Strom wird gemessen:    
Das Amperemeter    
Die elektrische Spannung    
Messung der elektrischen Spannung    
Der elektrische Widerstand    
Widerstand und Temperatur    
Das Ohmsche Gesetz    
Der spezifische Widerstand    
Der spezifische Widerstand: Aufgaben    
Die elektrische Leistung    
Die elektrische Arbeit    
Teil 2:

Reihenschaltung und Parallelschaltung    
1. Die Reihenschaltung
  a) Elektrische Ströme in der Reihenschaltung    
  b) Elektrische Spannungen in der Reihenschaltung
  c) Widerstände in der Reihenschaltung
2. Die Parallelschaltung
  a) Elektrische Ströme in der Parallelschaltung
  b) Elektrische Spannungen in der Parallelschaltung
  c) Widerstände in der Parallelschaltung
Der Gesamtwiderstand bei der Parallelschaltung:
Elektrizität  (Übersicht)
Magnetismus (1)
Magnetismus (2)
Ströme erzeugen Magnetfelder
Bewegte Ladungsträger im Magnetfeld
Leiterschleife im Magnetfeld
Der Elektromotor
Die Klingel
Elektromagnetische Induktion
Der Generator (1)
Der Generator (2)
Wechselspannung , Wechselstrom
Das Drehstromnetz
Der Transformator
Aufgaben zum Transformator   

Alle Folien in einem Heft

(Paperback, Farbe)

ISBN  978-374-606-4314

Produktplatzierungen

Hinweis:
Für die Unterrichtseinheit ist die Anschaffung des Skripts für meine Schüler nicht notwendig! Die Folien werden nacheinander bearbeitet und notwendige Materialien ggf. kopiert.

Hinweis:
Die Inhalte dieser Unterrichtseinheit zielen ab auf die Vermittlung der Grundlagen der Thematik und stellen den Stoff inhaltlich zusammenhängend dar. Den Schülern soll die Struktur der physikalischen Themenbereiche somit im Rahmen des Physikunterrichts der Mittelstufe deutlich vermittelt werden.


Physik: Skriptsammlung





[Download]

Elektrizität (4): [11:42]

Die Reihenschaltung

Im Video wird eine Reihenschaltung von zwei Glühbirnen mit einem Schalter und einer Batterie vorgeführt. Dabei werden die Ströme und die Spannungen gemessen und grundlegende Gesetzmäßigkeiten abgeleitet.

Elektrizität (5): [15:13]

Die Parallelschaltung

Im Video wird die Parallelschaltung von zwei Glühbirnen mit einem Schalter und einer Batterie vorgeführt. Dabei werden die Ströme und die Spannungen gemessen und grundlegende Gesetzmäßigkeiten abgeleitet.



Aufgaben:

1) Was geschieht mit einem Eisennagel in der Nähe eines Magneten? Beschreibe deine  Beobachtung beim Annähern des Magneten an den Nagel und erkläre.
2) Bei der Annäherung von zwei Magneten können unterschiedliche Beobachtungen gemacht werden. Beschreibe und erläutere.
3) Warum ist die Beobachtung aus Aufgabe 2 bei der Annäherung eines Magneten an einen Nagel eine andere? Was kann dabei nicht vorkommen und aus welchem Grund ist das so? 
4) Du kannst einen Magneten selbst herstellen. Wie geht das? Worauf ist zu achten?
5) Untersuche verschiedene Geldstücke mit einem Magneten: 1ct, 2ct, 5ct, 10ct, 20ct, 50ct, 1€, 2€. Welche werden angezogen, welche nicht? Warum ist das so?
6) Mehrere Geldstücke werden gleichzeitig von einem Magneten angezogen. Dabei berühren dich die Geldstücke teilweise nur gegenseitig und gar nicht den Magneten. Warum werden sie trotzdem angezogen?
7) Was passiert beim Herunterfallen eines Magneten, auch wenn er dabei nicht zerbricht?
8) Wenn ein Magnet herunter fällt und dabei zerbricht, ist er dann völlig kaputt? Was ist dann genau passiert und was kann man mit den Bruchstücken anfangen?
9) Das Magnetfeld kann man nicht sehen. Wir können es aber trotzdem sichtbar machen. Beschreibe eine geeignete Vorgehensweise.
10) Bei der Verwendung eines Kompasses ist darauf zu achten, dass man sich nicht in der Nähe von bestimmten Metallen befindet. Wenn man beispielsweise auf einem Kanaldeckel steht, dann kann das zu falschen Ergebnissen führen. Wieso eigentlich?
11) Das Magnetfeld der Erde hat im Laufe der Entwicklungsgeschickte schon mehrfach seine Richtung geändert. Geologen ist diese Erkenntnis zu verdanken. Wie haben sie das herausgefunden? Informiere dich und erläutere!

Elektrizität - Oersted-Versuch (1): [7:27]

In diesem Video wird der Oersted-Versuch vorgeführt. Dabei wird auch gezeigt, dass über und unter dem Leiter die Magnetfeldrichtung unterschiedlich orientiert ist.

Elektrizität - Oersted-Versuch (2): [5:38]

Es wird mit der Magnetnadel an verschiedenen Orten und bei unterschiedlichen Stromstärken das Magnetfeld untersucht.


Aufgaben:

1) Wie hat Christian Örsted die magnetische Wirkung des elektrischen Stromes herausgefunden? Was war zu beobachten?
2) Wie lässt sich das Magnetfeld um einen elektrischen Leiter sichtbar machen?
3) Magnetfeldlinien verlaufen vom Nordpol zum Südpol. Ist das bei einem stromdurchflossenen Leiter auch so? Wo liegt dann der Nordpol?
4) Eine elektrische Leitung wird von einem Strom durchflossen. Wie lässt sich das Magnetfeld  geraden Leiters auf einfache Weise vorhersagen? Was lässt sich über das Magnetfeld einer stromdurchflossenen Leiterschleife sagen?
5) Auf einem Schrottplatz werden Elektromagneten verwendet. Könnte man das nicht auch mit einem starken Dauermagneten machen?
6) Vergleiche das Magnetfeld einer stromdurchflossenen Spule mit einem Dauermagneten. Beschreibe die Magnetfelder.
7) Wovon hängt das Magnetfeld einer Spule ab? Wie kann man ein sehr starkes Magnetfeld erzeigen?
8) Warum ist die Entdeckung von Cristian Örsted wichtig für die Messung des elektrischen Stromes mit einem Amperemeter? (Sieh dir dazu die Folie zum Amperemeter nochmal genau an.)


Aufgaben:

1) Ein Elektron bewegt sich in einem äußeren Magnetfeld. Was passiert dabei? Wovon hängt die Wirkung auf das Elektron ab? 
2) Warum bewegt sich ein stromdurchflossener Leiter in einem äußeren Magnetfeld? Was passiert bei der Änderung der Stromrichtung? 
3) Im Amperemeter (siehe Folie auf Teil 1 – Elektrizität) ist eine drehbar gelagerte Spule mit dem Zeiger des Messinstruments verbunden. Die Spule hat sehr viele Windungen. Warum ist das besser als wenn man nur eine Windung verwenden würde?
4) Im Amperemeter ist eine Rückstellfeder eingebaut. Wofür ist sie wichtig? Beschreibe ihre Funktion während und nach dem Messvorgang.

Elektrizität: [10:00]

Die Lorentz-Kraft

Gezeigt werden die Eigenschaften eines stromdurchflossenen Leiters im Magnetfeld. Die Wirkung der Kraft auf den Leiter wird im Versuch vorgeführt und in der Zusammenfassung die Drei-Finger-Regel der rechten Hand erklärt.

Elektrizität: [5:30]

Der Elektromotor

Anschaulich wird die Funktionsweise eines Elektromotors erklärt.


Bildergalerie - Elektrizität (3)

(Abbildungen mit freundlicher Genehmigung des DEUTSCHEN MUSEUMS München)



Elektrizität: [8:37]

Der Generator

Die Funktion eines Generators wird beschrieben und anschaulich vorgeführt. Weiterhin wird der Induktionsstrom gemessen, mit und ohne Verwendung eines Polwenders und die zugehörigen Induktionsspannungen mittels eines Oszilloskops anschaulich dargestellt.

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Aufgaben:

  1. Beschreibe den Aufbau und die Funktionsweise eines Transformators.
  2. Die Primärspule eines unbelasteten Transformators, die an das 230-V-Netz angeschlossen ist, hat 1000 Windungen. Berechne jeweils die Spannungen U2 an den Enden der Sekundärspule und die zugehörigen Übersetzungsverhältnisse des Transformators, wenn die Sekundärspule:
    a) 100 Windungen,   
    b) 500 Windungen,
    c) 10000 Windungen, 
    d) 20000 Windungen
    hat.
  3. Ein unbelasteter Transformator soll eine Wechselspannung von 12V auf 48V transformieren. Für den Aufbau stehen Spulen mit 250 Windungen, 500 Windungen, 1000 Windungen und 2000 Windungen zur Verfügung. Wie kann der Transformator aufgebaut werden? Begründe deine Auswahl und erstelle einen Schaltplan.
  4. Das Übersetzungsverhältnis eines Transformators beträgt 0,008 bei einer Windungszahl auf der Sekundärseite von 5000. Es soll eine Ausgangsspannung auf der Sekundärseite von 1200 V erzeugt werden. Berechne die anzulegende Spannung an der Primärspule des Trafos. Gib die Windungszahlen der Spulen des Trafos an.


Infos zum Thema:

Computer und Roboter



Wärmelehre - Thermodynamik
Optik
Astronomie


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Anregungen für Elektronikinteressierte

Hinweis: Es werden keine Bücher oder sonstige, hier benannte Materialien im Unterricht verwendet oder benötigt.