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elektrotechnik_2:das_zeitlich_veraenderliche_magnetfeld [2019/10/04 02:49] tfischer |
elektrotechnik_2:das_zeitlich_veraenderliche_magnetfeld [2023/09/19 23:01] (aktuell) mexleadmin |
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- | ~~NOTOC~~ | + | ====== 2 Das zeitlich veränderliche magnetische Feld ====== |
- | ====== 2. Das zeitlich veränderliche magnetische Feld ====== | ||
+ | ===== 2.1 Der magnetische Fluss und Induktion (Bewegungsinduktion, | ||
- | --> 2.1 Der magnetische Fluss # | + | <callout> |
- | --> Ziele und Video # | + | === Ziele === |
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- | <WRAP group> <WRAP half column> | + | |
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- | ==== Ziele ==== | + | |
Nach dieser Lektion sollten Sie: | Nach dieser Lektion sollten Sie: | ||
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- die allgemeine Bedeutung des „Gaußschen Satzes für das Magnetfeld“ kennen. | - die allgemeine Bedeutung des „Gaußschen Satzes für das Magnetfeld“ kennen. | ||
- in der Lage sein, eine geschlossene Hüllfläche geeignet zu wählen und den Gaußschen Satz anzuwenden. | - in der Lage sein, eine geschlossene Hüllfläche geeignet zu wählen und den Gaußschen Satz anzuwenden. | ||
+ | - die Lenzsche Regel anwenden können. | ||
+ | - die induzierte Spannung bei veränderlichem Magnetfeld und/oder veränderlicher, | ||
- | </WRAP> <WRAP half column> | + | </callout> |
==== Video ==== | ==== Video ==== | ||
- | Definition | + | Bitte sehen Sie sich auf der Seite des [[https:// |
- | {{youtube>pXfD_Rbg4II?start=25}} | + | |
+ | Einfache Onlineexperimente zur Induktion sind unter [[https:// | ||
Vergleich elektrischer vs magnetischer Fluss | Vergleich elektrischer vs magnetischer Fluss | ||
{{youtube> | {{youtube> | ||
- | </WRAP> </WRAP> | + | ==== Aufgaben ==== |
+ | siehe Ilias Kurs: "3.1 Induktionswirkungen" | ||
+ | * Dazu sollten Sie bereits aus dem o.g. Video die Einheit [[https://de.wikipedia.org/ | ||
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- | --> Aufgaben # | + | <WRAP pagebreak /> |
- | === Aufgabe 1 === | + | |
- | <WRAP group> <WRAP half column> text | + | ===== 2.2 Der verkettete Fluss ===== |
- | </ | + | siehe PPT-Folien in ILIAS |
- | </WRAP> </WRAP> | + | < |
+ | ===== 2.3 Selbstinduktion ===== | ||
- | <-- | + | <callout> |
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- | --> 2.2 Induktion (Bewegungsinduktion, | + | |
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- | --> Ziele und Video # | + | |
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- | <WRAP group> <WRAP half column> | + | |
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- | ==== Ziele ==== | + | |
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- | Nach dieser Lektion sollten Sie: | + | |
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- | - wissen, dass zwischen Magnetpolen Kräfte wirken und die Richtung der Kräfte kennen. | + | |
- | - wissen, dass sich um einen stromdurchflossenen Leiter ein magnetisches Feld bildet. | + | |
- | - die Feldlinien des magnetischen Feldes skizzieren können. Dabei wissen Sie welche Richtung das Feld hat und wo das Feld am dichtesten ist. | + | |
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- | ==== Video ==== | + | |
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- | Einführung in magnetische Felder | + | |
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- | Visualisierung magnetischer Felder | + | |
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- | Überlagerung magnetischer Felder (nur bis 04:08) | + | |
- | {{youtube> | + | |
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- | --> Aufgaben # | + | |
- | === Aufgabe 1 === | + | |
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- | ++++Tipp zu 1| | + | |
- | Bei St<fs large> | + | |
- | ++++ | + | |
- | + | ||
- | ++++Tipp zu 2| | + | |
- | * Stellen Sie sich eine Spule mit einer Wicklung bildlich vor, oder malen Sie es auf. | + | |
- | * Nun denken Sie sich ein erzeugtes Feld durch diese dazu. Welche Richtung muss der verursachende Strom haben? Passt dies zur Faustregel? | + | |
- | * Im Anschluss versuchen sie es andersherum: | + | |
- | ++++ | + | |
- | + | ||
- | ++++Tipp zu 3| Siehe 3. Video | + | |
- | * Stellen Sie sich die beiden Drähte bildlich vor, oder malen Sie es auf. | + | |
- | * In welche Richtung würde das äußere Feld jeweils laufen? | + | |
- | * Das Feld ist ein lineares Vektorfeld. Aus mehreren Einzelfeldern kann also durch Addition das Gesamtfeld erzeugt werden. Wird die Addition des Feldes dazwischen größer, oder kleiner? | + | |
- | ++++ | + | |
- | + | ||
- | ++++Tipp zu 4| | + | |
- | * Stellen Sie sich zunächst nochmal die parallelen Drähte vor. Was passiert bei gleich und was bei entgegen gerichteten Stromfluss? Sind die entstehenden Kräfte betragsmäßig gleich? | + | |
- | * Die Stromrichtungsumkehr kann man nun auch statt durch ändern des Stroms durch Drehen des Drahtes erzeugen - gerade so, dass beim Drehen zwischenzeitlich die Drähte senkrecht aufeinander liegen. | + | |
- | * Wenn nun bei parallelen Drähten und unterschiedlicher Stromrichtung die betragsmäßig gleiche Kraft entsteht. so ist dies auch bei jedem Winkel dazwischen (Ausführlich über Integration der Kraft über einzelne Drahtstücke). | + | |
- | * Dann muss es aber einen Punkt geben bei der die Kraft 0 wird. | + | |
- | ++++ | + | |
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- | ++++Tipp zu 5| | + | |
- | * Die magnetischen Feldlinien müssen geschlossen sein. | + | |
- | * Vergleichen Sie den Feldverlauf zwischen Spule und Permanentmagnet. | + | |
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- | ++++Tipp zu 6| | + | |
- | * Im Video 1 ist der Verlauf außerhalb und innerhalb der Spule zu sehen. | + | |
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- | --> 2.3 Der verkettete Fluss # | + | |
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- | --> Ziele und Video # | + | |
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- | Nach dieser Lektion sollten Sie: | + | |
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- | - das Kraftgesetz für stromdurchflossene Leiter kennen. | + | |
- | - die Richtung der Kräfte anhand gegebener Stromrichtungen und gegebenenfalls Flussdichte bestimmen können. | + | |
- | - die wirkenden Kraftvektoren in einer Skizze darstellen können. | + | |
- | - in der Lage sein, einen Kraftvektor durch Überlagerung mehrerer Kraftvektoren mit Hilfe der Vektorrechnung zu bestimmen | + | |
- | - in der Lage sein, für einen Kraftvektor folgende Größen anzugeben: | + | |
- | - Kraftvektor in Koordinatendarstellung | + | |
- | - Betrag des Kraftvektors | + | |
- | - Winkel des Kraftvektors | + | |
- | - in der Lage sein, bei Vorgabe mehrerer stromdurchflossener Leiter die Vektoren der magnetischen Flussdichte in einer Skizze darzustellen. | + | |
- | - durch Überlagerung mehrerer Vektoren mit Hilfe der Vektorrechnung den resultierenden Vektor der magnetischen Flussdichte bestimmen können. | + | |
- | - durch Anwendung des Kraftgesetzes für stromdurchflossene Leiter im magnetischen Feld die Kraft auf einen stromdurchflossenen Leiter in einem magnetostatischen Feld bestimmen können: | + | |
- | - Kraftvektor in Koordinatendarstellung | + | |
- | - Betrag des Kraftvektors | + | |
- | - Winkel des Kraftvektors | + | |
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- | --> Aufgaben # | + | |
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- | === Aufgabe 2 === | + | |
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- | --> 2.4 Selbstinduktion # | + | |
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- in der Lage sein, eine geschlossene Hüllfläche geeignet zu wählen und den Gaußschen Satz anzuwenden. | - in der Lage sein, eine geschlossene Hüllfläche geeignet zu wählen und den Gaußschen Satz anzuwenden. | ||
- | </WRAP> <WRAP half column> | + | </callout> |
- | ==== Video ==== | + | === Video === |
- | Die elektrische Ladung | + | Bitte sehen Sie sich auf der Seite des [[https:// |
- | {{youtube> | + | ==== Aufgaben ==== |
- | </ | + | siehe Ilias Kurs: "3.2 Selbstinduktivität und Selbstinduktion" |
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- | --> Aufgaben # | ||
- | === Aufgabe 1 === | ||
- | < | + | < |
- | + | ===== 2.4 Verschaltung von Induktivitäten | |
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- | --> | + | |
- Erregerfeld | - Erregerfeld | ||
- die magnetische Spannung wird auch gelegentlich als MMK (magnetomotorische Kraft) oder Durchflutung (da sie mit dem fließenden Strom in Beziehung steht) bezeichnet. Einprägsamer für die Betrachtung der Magnetischen Effekte ist aber die magnetische Spannung. | - die magnetische Spannung wird auch gelegentlich als MMK (magnetomotorische Kraft) oder Durchflutung (da sie mit dem fließenden Strom in Beziehung steht) bezeichnet. Einprägsamer für die Betrachtung der Magnetischen Effekte ist aber die magnetische Spannung. | ||
- | --> Ziele und Video # | + | <callout> |
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==== Ziele ==== | ==== Ziele ==== | ||
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- für eine gegebene Anordnung aus stromdurchflossenen Leitern das Durchflutungsgesetz anwenden können. | - für eine gegebene Anordnung aus stromdurchflossenen Leitern das Durchflutungsgesetz anwenden können. | ||
- | </WRAP> <WRAP half column> | + | </callout> |
==== Video ==== | ==== Video ==== | ||
- | Die elektrische Ladung | + | Bitte sehen Sie sich auf der Seite des [[https://lx3.mint-kolleg.kit.edu/ |
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- | --> Aufgaben # | + | |
- | === Aufgabe 1 === | + | |
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- | [[https:// | + | ==== Aufgaben ==== |
+ | Siehe KIT-Brückenkurs | ||
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+ | ====== Weiterführende Links ====== | ||
+ | * Folien der Kinderuni 2019: [[praesenationen: | ||
+ | * [[https:// | ||
+ | * [[https:// | ||
+ | * [[https:// |