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Fachbrief Nr. 5 Physik 16.09.2007

6. Qualifikationsphase/Felder: Elektromagnetische Induktion – Induktionsgesetz

Beim Phänomen der elektromagnetischen Induktion lassen sich Taschenrechner mit

Messinterface auf vielfältige Weise einsetzen. Die Fähigkeit der Technologie,

Induktionsspannungen und magnetische Flussdichten zu messen, eröffnet die Möglichkeit,

nicht nur das Phänomen selbst, sondern auch die quantitativen Zusammenhänge des

Induktionsgesetzes zu untersuchen. Die Abhängigkeit der Induktionsspannung von der

zeitlichen Änderung des magnetischen Flusses kann gezeigt werden, ohne dass die

Flussänderung wie bei der Verwendung eines Dreiecksgenerators stets konstant sein muss.

Die Schüler/innen erzeugen vielmehr durch die Bewegung eines Magneten vor einer Spule

beliebige Flussänderungen. Werden dann magnetische Flussdichte und Induktionsspannung

wie unten gezeigt gleichzeitig gemessen, entdecken die Schüler/innen durch Betrachten

beider Kurven den Zusammenhang meist sehr schnell selbst und überprüfen anschließend

ihre Vermutung quantitativ.

Auswertungsmöglichkeiten:

- Interpretation von B-t- und U-t-Diagramm

- Entdeckung des Zusammenhangs U ~ B’(t) beim gleichzeitigen Betrachten beider

Diagramme (Hinweise: Die Normierung der Messdaten erleichtert das Erkennen des

Zusammenhangs. Spulenfläche und der Winkel zwischen B und A müssen

(weitgehend) konstant bleiben.)

- Nachweis von U ~ B’(t) durch numerische Differentiation von B(t) und Darstellung der

normierten Daten von U(t) und B’(t) in einem Diagramm

Beispiel: Induktionsgesetz (Schüler- oder Lehrerversuch, Auswertung mit TI Voyage 200

oder MS Excel)

Versuchsaufbau

Gleichzeitige Messung von B und U beim Annähern und Entfernen eines Magenten

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