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==Aufgaben zur Induktion==
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==Anwendung des Induktionsgesetzes==
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:'''a)''' Wie groß ist zu Beginn die magnetische Feldstärke? Berechnen Sie den magnetischen Fluß durch die Primär- und die Sekundärspule.
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:'''b)''' Während des Trennens von der Spannungsquelle registriert die Sekundärspule eine Spannung. Begründen Sie dies und berechnen Sie die Spannung.
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==Praktikum elektrische Schaltungen==
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:'''c)''' Zeichnen Sie in ein Koordinatensystem den zeitlichen Verlauf der mit dem Oszilloskop gemessenen Induktionsspannung ein.
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:Wie ändert sich der Verlauf der Induktionsspannung, wenn die Sekundärspule in einem Winkel von 60° in der Primärspule liegt?
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;Material für alle Aufgaben:
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*1 Netzgerät bis 12V Spannung
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*2 Kabel
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*1 Steckplatte
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*2 Lämpchen
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*2 Schalter
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*10 Brückenstecker
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[[Datei:Praktikum Schaltungen STROMKREIS MATERIAL klein.jpg|300px]]
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[[Datei:Schaltplan Stromkreis mit Lämpchen und Spannungsquelle.png|250px]]
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===Eine Spule taucht ein===
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;A1 Zwei Lämpchen schalten
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Eine Spule wird innerhalb von 2 Sekunden in ein homogenes Magnetfeld mit einer Feldstärke von 1000A/m senkrecht zu den Feldlinien eingetaucht. Die Spule hat einen quadratischen Querschnitt von 5cm Kantenlänge und 300 Windungen. Sie ist an ein Spannungsmessgerät angeschlossen.
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Baue einen Stromkreis mit zwei Lämpchen auf, so dass
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:[[Datei:Induktion_Aufgabe_Rähmchen_in_Feld_eintauchen.png|thumb|none]]
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:a) beide Lämpchen '''mit einem Schalter''' ein- und ausgeschaltet
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:'''a)''' Berechnen Sie die gemessene Induktionsspannung.
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:b) beide Lämpchen '''mit zwei Schaltern''' getrennt geschaltet werden können.
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:'''b)''' Was kann man messen, wenn die Spule innerhalb des Feldes bewegt wird?
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:'''c)''' Kennzeichnen Sie die Polung der Induktionsspannung mit + und - in der Zeichnung.
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===Transformator===
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Zeichne zu beiden Fällen einen Schaltplan ins Heft.
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:'''a)''' Warum kann man einen Transformator nicht mit Gleichstrom, sondern nur mit Wechselstrom betreiben?
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:'''b)''' Erläutern Sie anhand der Zeichnung die Funktionsweise eines Trafos.
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:[[Datei:trafo_1.png|thumb|none]]
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:'''c)''' Wie könnte der Trafo eines Netzgerätes gebaut sein, der ein Handy mit 5,7V Spannung versorgt?
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===Ein schwingender Magnet===
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;A2 UND-Schaltung
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[[Datei:Versuchsaufbau_Lenzsche_Regel.jpg|thumb|50px]]
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:a) Baue eine Schaltung mit einem Lämpchen und zwei Schaltern S1 und S2 auf, so dass das Lämpchen nur leuchtet, wenn S1 '''und''' S2 geschlossen sind.  
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Der Nordpol eines Stabmagneten schwingt innerhalb einer Spule auf und ab. Sobald man die Spule mit einem Kabel kurzschließt, wird der Magnet gebremst und bleibt schließlich stehen.
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:b) Zeichne den Schaltplan.
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:'''a)''' Erklären Sie diese Beobachtung.
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:'''b)''' Was würde passieren, wenn man den Versuch mit einer supraleitenden Spule durchführen würde?
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<br style="clear: both" />
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===Ein fallender Magnet===
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;A3 ODER-Schaltung
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[[Datei:Aufgabe_fallender_Magnet.png|thumb|50px]]
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:a) Baue eine Schaltung mit einem Lämpchen und zwei Schaltern S1 und S2 auf, so dass das Lämpchen nur leuchtet, wenn S1 '''oder''' S2 geschlossen ist.<ref>Auch wenn beide Schalter geschlossen sind, darf die Lampe leuchten. Man nennt das ein '''einschließendes oder'''. Beispiel: "Wenn ich von Oma oder meinen Eltern 100€ geschenkt bekomme, dann kann ich mir neue Schuhe kaufen." Wenn ich also von beiden Geld bekomme, dann reicht es auf jeden Fall.<br>Im Alltag verwendet man häufig auch ein ausschließendes oder, bei dem nicht beide Fälle gleichzeitig auftreten: "Ich komme heute Abend mit dem Rad oder mit dem Bus." Man wird also nicht mit dem Rad und mit dem Bus gleichzeitig kommen, das schließt sich aus.</ref>  
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Ein Magnet fällt durch ein Kupferrohr
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:b) Zeichne den Schaltplan.
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:'''a)''' Was kann man beobachten?
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:'''b)''' Wieso kann man für den Versuch kein Plastikrohr und auch kein Eisenrohr verwenden?
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:'''c)''' Wie verändert sich das Versuchsergebnis, wenn man ein Kupferrohr mit dickeren Wänden benutzt?
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:'''d)''' Wie könnte man es erreichen, dass der Magnet schwebt?
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<br style="clear: both" />
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===Wirbelstrombremse===
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;A4 Zusatzaufgabe Die WECHSEL-Schaltung
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*Nennen Sie Beispiele, bei denen eine Wirbelstrombremse eingesetzt wird.
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Eine WECHSEL-Schaltung besteht ebenfalls aus einer Lampe und zwei besonderen Schaltern mit drei Anschlüssen. Hier kann man aber von jedem Schalter aus die Lampe ein- oder ausschalten (Bsp. Mehrere Lichtschalter im Zimmer).  
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*Erläutern Sie das Funktionsprinzip mit einer Zeichnung.
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:a) Wie sieht so eine Wechselschaltung aus? Überlege mit einer Skizze.
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:Erklären Sie dabei mit Hilfe des Induktionsgesetzes, wie die Ströme fließen.
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:b) Holt euch für diesen Versuch zwei WECHSELSCHALTER aus dem Schrank und baut eure Schaltung auf.
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*Wie kann man die Bremswirkung mit der Energieerhaltung begründen?
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Auf [https://www.leifiphysik.de/elektrizitaetslehre/einfache-stromkreise/aufgaben/wechselschaltung-animation dieser Seite] könnt ihr die Lösung nachschlagen.
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==Fußnoten==
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<references>

Aktuelle Version vom 13. April 2026, 09:26 Uhr

Praktikum elektrische Schaltungen

Material für alle Aufgaben
  • 1 Netzgerät bis 12V Spannung
  • 2 Kabel
  • 1 Steckplatte
  • 2 Lämpchen
  • 2 Schalter
  • 10 Brückenstecker

[math]\qquad[/math]

Praktikum Schaltungen STROMKREIS MATERIAL klein.jpg

Schaltplan Stromkreis mit Lämpchen und Spannungsquelle.png

A1 Zwei Lämpchen schalten

Baue einen Stromkreis mit zwei Lämpchen auf, so dass

a) beide Lämpchen mit einem Schalter ein- und ausgeschaltet
b) beide Lämpchen mit zwei Schaltern getrennt geschaltet werden können.

Zeichne zu beiden Fällen einen Schaltplan ins Heft.

A2 UND-Schaltung
a) Baue eine Schaltung mit einem Lämpchen und zwei Schaltern S1 und S2 auf, so dass das Lämpchen nur leuchtet, wenn S1 und S2 geschlossen sind.
b) Zeichne den Schaltplan.
A3 ODER-Schaltung
a) Baue eine Schaltung mit einem Lämpchen und zwei Schaltern S1 und S2 auf, so dass das Lämpchen nur leuchtet, wenn S1 oder S2 geschlossen ist.[1]
b) Zeichne den Schaltplan.
A4 Zusatzaufgabe Die WECHSEL-Schaltung

Eine WECHSEL-Schaltung besteht ebenfalls aus einer Lampe und zwei besonderen Schaltern mit drei Anschlüssen. Hier kann man aber von jedem Schalter aus die Lampe ein- oder ausschalten (Bsp. Mehrere Lichtschalter im Zimmer).

a) Wie sieht so eine Wechselschaltung aus? Überlege mit einer Skizze.
b) Holt euch für diesen Versuch zwei WECHSELSCHALTER aus dem Schrank und baut eure Schaltung auf.

Auf dieser Seite könnt ihr die Lösung nachschlagen.

Fußnoten

  1. ↑ Auch wenn beide Schalter geschlossen sind, darf die Lampe leuchten. Man nennt das ein einschließendes oder. Beispiel: "Wenn ich von Oma oder meinen Eltern 100€ geschenkt bekomme, dann kann ich mir neue Schuhe kaufen." Wenn ich also von beiden Geld bekomme, dann reicht es auf jeden Fall.
    Im Alltag verwendet man häufig auch ein ausschließendes oder, bei dem nicht beide Fälle gleichzeitig auftreten: "Ich komme heute Abend mit dem Rad oder mit dem Bus." Man wird also nicht mit dem Rad und mit dem Bus gleichzeitig kommen, das schließt sich aus.
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