Elektromagnetismus & Induktion

1 Hz Schwingkreis (DEMO)

Prinzip In diesem Versuch sind Kondensator und Spule zu einem Schwingkreis in Reihe geschaltet. Der Kondensator wird aufgeladen anschließend über die Spulen entladen. Da hierbei entstehende Magnetfeld sorgt dafür, dass der Kondensator gegenpolig wieder aufgeladen wird. So 'schwingt' die Ladung hin und her. Durch die im Versuch gewählten Parameter entsteht ein sogenannter 1 Hz Schwingkreis, wodurch der Verlauf der Spannung in Echtzeit auf dem Demonstrationsmultimeter beobachtet werden kann. Vorteile • Anschauliche Demonstration dank großer Geräte • Einfacher und stabiler Aufbau

Das elektromagnetische Relais

Prinzip Anhand eines Relais-Modells sollen der Aufbau und die Funktionsweise elektromagnetischer Relais demonstriert werden. Vorteile • Keine zusätzlichen Kabelverbindungen zwischen den Bausteinen nötig - übersichtlicherer und schnellerer Aufbau • Kontaktsicherheit durch puzzelartig verzahnbare Bausteine • Hartvergoldete, korrosionsbeständige Kontakte • Doppelter Lernerfolg: Elektrischer Schaltplan auf der Ober- und reelle Bauteile auf der Unterseite sichtbar

Das elektromagnetische Relais

Prinzip Relais unterschiedlicher Bauart werden in der Schalttechnik häufig eingesetzt, um z. B. weit entfernte oder schwer zugängliche elektrische Stromkreise zu öffnen oder zu schließen. Mit diesem Versuch sollen die Schüler lernen wie ein elektromagnetisches Relais im Prinzip funktioniert. Vorteile • Keine zusätzlichen Kabelverbindungen zwischen den Bausteinen nötig - übersichtlicherer und schnellerer Aufbau • Kontaktsicherheit durch puzzelartig verzahnbare Bausteine • Hartvergoldete, korrosionsbeständige Kontakte • Doppelter Lernerfolg: Elektrischer Schaltplan auf der Ober- und reele Bauteile auf der Unterseite sichtbar

Das elektromagnetische Relais

Das Galvanometer

Prinzip Die Schüler haben bereits gelernt mit Strom- und Spannungsmessern umzugehen ohne deren Funktionsweise zu kennen. Mit diesem Versuch sollen sie nun den prinzipiellen Aufbau und das Funktionsprinzip eines Galvanometers erarbeiten. Vorteile • Keine zusätzlichen Kabelverbindungen zwischen den Bausteinen nötig - übersichtlicherer und schnellerer Aufbau • Kontaktsicherheit durch puzzelartig verzahnbare Bausteine • Hartvergoldete, korrosionsbeständige Kontakte • Doppelter Lernerfolg: Elektrischer Schaltplan auf der Ober- und reele Bauteile auf der Unterseite sichtbar

Das Galvanometer

Das Galvanometer

Prinzip Anhand eines Galvanometer-Modells soll demonstriert werden, wie Drehspul-Messgeräte aufgebaut sind und wie sie funktionieren. Vorteile • Keine zusätzlichen Kabelverbindungen zwischen den Bausteinen nötig - übersichtlicherer und schnellerer Aufbau • Kontaktsicherheit durch puzzelartig verzahnbare Bausteine • Hartvergoldete, korrosionsbeständige Kontakte • Doppelter Lernerfolg: Elektrischer Schaltplan auf der Ober- und reelle Bauteile auf der Unterseite sichtbar 

Das Lenzsche Gesetz

Prinzip Mithilfe einer Leiterschaukel, die im Feld eines Dauermagneten bewegt wird, soll das Lenzsche Gesetz erarbeitet werden. Vorteile • Keine zusätzlichen Kabelverbindungen zwischen den Bausteinen nötig - übersichtlicherer und schnellerer Aufbau • Kontaktsicherheit durch puzzelartig verzahnbare Bausteine • Hartvergoldete, korrosionsbeständige Kontakte • Doppelter Lernerfolg: Elektrischer Schaltplan auf der Ober- und reelle Bauteile auf der Unterseite sichtbar

Das magnetische Feld in einer Spule mit Cobra SMARTsense

Funktion und Verwendung Die Magnetfeldlinien einer Spule verlaufen durch ihr Zentrum und bilden geschlossene Linien. Die Stärke des Magnetfeldes einer Spule ist in ihrem Zentrum am größten und nimmt nach außen hin immer mehr ab Die Schülerinnen und Schüler messen den Verlauf der Feldlinien mit dem analogen Magnetfeldsensor. Sie bestimmen die Stärke des Magnetfeldes innerhalb und außerhalb der Spule mit dem Cobra SMARTsense - Magnetic field

Der Gleichstromgenerator (DEMO)

Prinzip Wird eine Spule im Magnetfeld gedreht, so entsteht an ihren Enden eine elektrische Spannung (Induktionsspannung). Nach jeder halben Umdrehung der Spule ändert die Spannung ihr Vorzeichen. Polt man gerade in diesem Moment mit Hilfe eines sogenannten Kollektors die Anschlüsse der Spulenwicklung um, dann entsteht eine Gleichspannung. Mit der entstehenden elektrischen Energie kann eine Glühlampe betrieben werden. Vorteile  • Anschauliche Demonstration dank großer Geräte  • Einfacher und stabiler Aufbau 

Der Gleichstromgenerator (DEMO) mit Cobra SMARTsense

Prinzip Wird eine Spule im Magnetfeld gedreht, so entsteht an ihren Enden eine elektrische Spannung (Induktionsspannung). Nach jeder halben Umdrehung der Spule ändert die Spannung ihr Vorzeichen. Polt man gerade in diesem Moment mit Hilfe eines sogenannten Kollektors die Anschlüsse der Spulenwicklung um, dann entsteht eine Gleichspannung. Mit der entstehenden elektrischen Energie kann eine Glühlampe betrieben werden. Vorteile  • Besonders verständliche und didaktisch aufbereitete Versuchsbeschreibung (Alltagsbezug etc.) inkl. Protokollfragen • Zukunftsorientiert unterrichten: Einbindung in den digitalen naturwissenschaftlichen Unterricht • Erhöhte Motivation bei Schüler/innen durch Nutzung der intuitiven measureAPP • Steigerung der Medienkompetenz • Anschauliche Demonstration dank großer Geräte  • Einfacher und stabiler Aufbau 

Der Hauptschluss-Motor (DEMO)

Prinzip Ein Elektromotor kann auch mit einem Elektromagneten als Feldmagnet betrieben werden. Werden Ankerspulen und Feldspulen in Reihe geschaltet, dann handelt es sich um einen Hauptschlussmotor. Die Eigenschaften dieses Motors werden untersucht indem der Drehsinn beobachtet und die Stromstärke gemessen wird. Vorteile • Anschauliche Demonstration dank großer Geräte • Einfacher und stabiler Aufbau