Physik/Klasse 10: Erzeugung von Induktionsspannungen

Einleitung: Wir haben bereits festgestellt, dass zwischen den Enden eines im Magnetfeld bewegten Leiters eine Spannung induziert werden kann:

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Doch von welchen Größen ist diese Induktionsspannung abhängig und was kann man mit dieser Induktionsspannung anfangen? Das wollen wir mit einer Reihe von Experimenten herausfinden. Die Experimente dürft ihr dabei selbst planen und durchführen. Als Hilfestellung findet ihr zu jedem Experiment die benötigten Materialien.

Aufgabenstellung

Führt zu jedem von euch gewählten Experiment ein Versuchsprotokoll nach dem folgenden Schema:

Protokoll zum Experiment:

1.       Ziel des Experiments: Formuliert das Ziel eures Experiments.

2.      Vermutung: Notiert hier eure Vermutungen, von welchen Größen die induzierte Spannung abhängig sein könnte.

3.      Aufbau: Beschreibt den grundlegenden Versuchsaufbau eures Experiments, z.B. auch mit Hilfe einer aussagekräftigen Skizze. Wenn ihr den Aufbau in verschiedenen Teilversuchen verändert, beschreibt auch stichpunktartig die Veränderungen, die ihr vornehmen wollt und kennzeichnet diese z.B. mit a), b), c)…, um später darauf Bezug nehmen zu können.

4.      Beschreibung der Durchführung: Beschreibt die Durchführung eurer Experimente knapp und übersichtlich.

5.      Messergebnisse: Notiert übersichtlich eure Beobachtungen.

6.      Auswertung: Formuliert auf der Grundlage eurer Versuchsergebnisse Je-desto-Aussagen über die Abhängigkeit der Induktionsspannung von verschiedenen Größen.

1. Fragestellung

Von welchen Größen ist die Induktionsspannung abhängig?

Experiment 1: Induktionsspannung in Leiterschlaufen

Für das Experiment benötigst du folgende Materialien:

U-Kern, 1 Aufstellplatte für den U-Kern, 2 Blockmagnete, 1 Voltmeter, lange Verbindungsleitungen

Experiment 2: Induktionsspannung in der Spule

Für das Experiment benötigst du folgende Materialien:

·      Steckplatte

·      Multimeter mit zwei Kabeln

·      Box 1: 2 Ecken, 2 Endstücke zum Anschluss des Voltmeters)

·      Box 3: Leitung Spule

·      Blauer Koffer: Spulen mit 500 und 1000 Windungen, Stabmagnet, Eisenstab

Experiment 3: Induktionsspannung in der Spule Teil 2: Durch Spule erzeugtes Magnetfeld

Für das Experiment benötigst du folgende Materialien:

·       alles aus Experiment 2, außer Magnet

·       Netzgerät mit zwei Kabeln, das anstelle des Multimeters in den Stromkreis eingebaut wird

·       gemessen wird die Induktionsspannung in der zweiten Spule

Experiment 4: Wirkung des Induktionsstroms

Für das Experiment benötigst du folgende Materialien:

aus dem blauen Koffer:

·      Spule 1000 Windung

·      Stabmagnet

·      Eisenkern

·      Halterung für Glühlampe (blau)

·      Glühbirne 1,5 V

Das Induktionsgesetz

Die Beobachtungen in den verschiedenen Experimenten können alle mit dem Induktionsgesetz, einem wichtigen Grundgesetz der Physik, erklärt werden. Hier findest du ein Quiz zum Induktionsgesetz: