Elektrodynamik

Lerne die elektromagnetischen Eigenschaften unseres Universums kennen. Hier geht es um Elektrische Ladungen, Ströme, elektromagnetische Felder und so weiter.
Kurs Level 2
Elektrisches Feld (Feldlinien) - zwei entgegengesetzte Ladungen (Dipol)

Hier lernst du die Grundlagen des Elektromagnetismus. Wechselwirkung zwischen elektrischen Ladungen und der Einfluss des Magnetfeldes.

Lektion Level 2

Plattenkondensator einfach erklärt

Plattenkondensator

Hier lernst Du alles über den Plattenkondensator: Aufbau mit Dielektrikum, anliegende Spannung, Kapazität des Kondensators, Feldlinien und elektrische Energie einfach erklärt.

Videos

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Video Level 2

Ohmsches Gesetz in 13 Minuten einfach erklärt!

Ohmsches Gesetz

Hier lernst du, wie du das Ohmsche Gesetz in einem U-I-Diagramm erkennen kannst und wie du die dazugehörige URI-Formel anwenden kannst. Es werden drei Beispiele behandelt.

Inhalt des Videos
  1. [00:00] Hallöchen!
  2. [00:45] 1. Zutat: Elektrische Spannung
  3. [01:35] 2. Zutat: Elektrischer Leiter
  4. [02:03] 3. Zutat: Elektrischer Strom
  5. [03:28] Messwerte & Ohmsches Gesetz in einem U-I-Diagramm
  6. [06:09] Was ist ein Ohmscher Leiter?
  7. [06:56] Steigung einer Geraden im U-I-Diagramm
  8. [08:09] Ohmsches Gesetz als Formel
  9. [9:29] Elektrischer Widerstand R
  10. [10:51] Beispiel #1: Widerstand R unbekannt
  11. [11:22] Beispiel #2: Spannung U unbekannt
  12. [11:53] Beispiel #3: Strom I unbekannt
Video Level 1

Elektrische Spannung in 11 Minuten einfach erklärt!

Elektrische Spannung

In diesem Video lernst du, was elektrische Spannung ist, wie sie durch Ladungstrennung entsteht und was eine Spannungsquelle ist.

Inhalt des Videos
  1. [00:00] Hallöchen!
  2. [00:52] Elektrisch positive und negative Ladungen
  3. [02:19] Ladungstrennung erzeugt Spannung
  4. [04:15] Spannung ist Energie pro Ladung
  5. [07:03] Spannungsquelle und elektrischer Strom
  6. [10:08] Ist Spannung oder Strom gefährlich?
Video Level 1

Elektrischer Strom in 7 Minuten einfach erklärt!

Elektrischer Strom

Hier wird elektrischer Strom einfach erklärt - wie der Strom entsteht und wie dieser mit der elektrischen Ladung zusammehängt (+ Einheit, Formelzeichen, Beispiel).

Inhalt des Videos
  1. ⏲ [00:25] Elektrische Ladungen
  2. ⏲ [02:11] Ursache des elektrischen Stroms
  3. ⏲ [03:47] Formel + Einheit des elektrischen Stroms
  4. ⏲ [05:47] Ist ein Ampere ein großer Strom?
  5. ⏲ [06:41] Zusammenfassung
Video Level 3

Maxwell-Gleichungen in 41 Minuten komplett verstehen!

Maxwell-Gleichungen

Hier werden die Maxwell-Gleichungen einfach erklärt. Dazu werden zuerst elektrische und magnetische Felder, sowie der Gauß-Integralsatz und Stokes-Integralsatz erläutert.

Inhalt des Videos
  1. ⏲ [00:15] Anwendungen der Maxwell-Gleichungen – zur Einstimmung.
  2. ⏲ [02:04] Elektrisches Feld
  3. ⏲ [04:57] Magnetisches Feld
  4. ⏲ [10:00] Gauß-Integralsatz – dieses mathematische Theorem verknüpft das Volumenintegral über die Divergenz eines Vektorfeldes mit dem Flächenintegral dieses Vektorfeldes.
  5. ⏲ [18:00] Stokes-Integralsatz – dieses mathematische Theorem verknüpft das Flächenintegral über die Rotation eines Vektorfeldes mit dem Linienintegral dieses Vektorfeldes.
  6. ⏲ [24:17] Erste Maxwell-Gleichung - sagt aus, dass die Ladungen Quellen und Senken des elektrischen Feldes sind.
  7. ⏲ [27:54] Zweite Maxwell-Gleichung – sagt aus, dass magnetische Ladungen stets als Dipole vorkommen. Es gibt keine magnetischen Monopole.
  8. ⏲ [30:59] Dritte Maxwell-Gleichung (Induktionsgesetz) – sagt aus, dass zeitlich veränderliche Magnetfelder elektrische Wirbelfelder erzeugen und andersherum. Hier steckt auch die Lenz-Regel.
  9. ⏲ [35:33] Vierte Maxwell-Gleichung – sagt aus, dass das Magnetfeld durch elektrische Ströme und zeitlich veränderliche elektrische Felder (Verschiebungsstrom) erzeugt werden kann.
Video Level 2

Plattenkondensator in 7 Minuten einfach erklärt!

Plattenkondensator

Hier wird der Plattenkondensator einfach erklärt. Dabei lernst du anhand des Kondensator die elektrische Spannung, elektrisches Feld und elektrische Kapazität kennen und, wie du sie bei einem Plattenkondensator berechnen kannst.

Inhalt des Videos
  1. ⏲ [00:14] Aufbau und Anwendungen
  2. ⏲ [02:10] Spannung
  3. ⏲ [04:04] Kapazität
  4. ⏲ [05:23] Kraft auf eine Probeladung & Elektrisches Feld
Video Level 2

Massenspektrometer in 7 Minuten einfach erklärt!

Massenspektrometer

In diesem Video lernst Du den Aufbau und die Funktionsweise eines Massenspektrometers, mit dem Du die Masse von geladenen Teilchen bestimmen kannst.

Inhalt des Videos
  1. ⏲ [00:33] Geschwindigkeitsfilter (Elektrische & magnetische Kraft)
  2. ⏲ [03:11] Geschwindigkeit des geladenen Teilchens
  3. ⏲ [04:17] Masse des geladenen Teilchens
  4. ⏲ [06:09] Wissenswertes
Video Level 2

Wienfilter (Geschwindigkeitsfilter) in 7 Minuten einfach erklärt!

Geschwindigkeitsfilter

In diesem Video lernst Du, wie man mit einem Geschwindigkeitsfilter (Wienfilter) die Geschwindigkeiten geladener Teilchen ausfiltern kann.

Inhalt des Videos
  1. ⏲ [0:15] Versuchsaufbau - Wienfilter besteht im Prinzip aus einem Plattenkondensator mit Abschirmung, einer Teilchenkanone und einem Magnetfeld.
  2. ⏲ [0:45] Lorentzkraft - sie wirkt entgegen der elektrischen Kraft und lenkt Ladungen auf eine Kreisbahn.
  3. ⏲ [01:35] Drei-Finger-Regel - damit bestimmst Du die Richtung der Lorentzkraft.
  4. ⏲ [03:42] Elektrische Kraft - wird durch den Plattenkondensator erzeugt und wird so eingestellt, dass sie der Lorentzkraft entgegen wirkt.
  5. ⏲ [04:36] Funktionsweise des Geschwindigkeitfilters - anhand der Lorentzkraft, Drei-Finger-Regel und der elektrischen Kraft, lernst Du wie ein Wienfilter funktioniert.
Video Level 2

Millikan-Experiment in 17 Minuten komplett verstehen!

Millikan-Experiment

Hier lernst Du Millikan-Versuch mit coolen Animationen! Vom Versuchsaufbau, über Schwebemethode und Gleichfeldmethode, bis zur Auswertung.

Inhalt des Videos
  1. ⏲ [0:15] Versuchsaufbau - alles, was Du für den Millikan-Versuch brauchst. Vom Plattenkondensator bis zum Zerstäuber.
  2. ⏲ [1:33] Grundlagen - damit Du Millikan-Versuch besser verstehst! Dazu werde beispielsweise alle 4 wirkenden Kräfte vorgestellt: Schwerkraft, Elektrische Kraft, Stokessche Reibungskraft und Auftriebskraft.
  3. ⏲ [6:15] Schwebemethode - hier ermittelst Du die Steiggeschwindigkeit und die Fallgeschwindigkeit bei ausgeschaltetem Plattenkondensator.
  4. ⏲ [11:30] Gleichfeldmethode - hier ermittelst Du ebenfalls die Steig- und Fallgeschwindigkeit; jedoch bei konstant gehaltener Spannung.
  5. ⏲ [14:37] Elementarladung & Weiterführendes - nachdem der Millikan-Versuch durchgeführt wurde, ergibt sich ein Diagramm, welches diskrete Verteilung der Ladungen von Öltröpfchen zeigt. Hier wirst Du auch die Elementarladung ablesen können. Außerdem wird Cunningham-Korrektur, sowie Fadenstrahlrohr und Hall-Effekt erwähnt.
Video Level 2

Hall-Effekt in 9 Minuten einfach erklärt!

Hall-Effekt

Erklärung des physikalischen Hall-Effekts: wie Hall-Spannung durch Lorentzkraft verursacht wird und wie eine Hall-Sonde funktioniert.

Inhalt des Videos
  1. ⏲ [0:11] Grundlegende zum Hall-Effekt.
  2. ⏲ [02:09] Herleitung - hier wird Dir die mathematische Herleitung der Hallspannung & Hall-Konstante gezeigt.
  3. ⏲ [06:41] Hallsonde - hier gibts eine Erklärung der Hallsonde und kurze Info zur Hall-Konstante.
Video Level 2

Lorentzkraft in 18 Minuten komplett verstehen!

Lorentzkraft

Hier lernst Du Lorentzkraft kennen - magnetische Kraft und elektrische Kraft. Erklärung der Formel, sowie veranschaulichende Beispiele.

Inhalt des Videos
  1. ⏲ [00:16] Was ist Lorentzkraft?
  2. ⏲ [01:55] Elektrische Kraft
  3. ⏲ [03:17] Magnetische Kraft - Eintritt der Ladung parallel, schräg und senkrecht zum Magnetfeld.
  4. ⏲ [10:44] Beispiele zur Lorentzkraft - Leiterschaukelversuch, Bewegung einer Metallstange im Magnetfeld und zwei stromdurchflossene Leiter.
  5. ⏲ [13:54] Anwendungen & Relativitätstheorie - hier erkläre ich dir qualitativ Lorentzkraft relativistisch.
Video Level 2

Lenz-Regel in 11 Minuten einfach erklärt!

Lenz-Regel

Hier lernst du, was Lenzsche Regel ist und wie man zum Beispiel Induktionsstrom-Richtung bestimmt, die durch Lenzsche Regel festgelegt ist.

Inhalt des Videos
  1. ⏲ [00:04] Was besagt die Lenz-Regel?
  2. ⏲ [1:34] Leiterschaukel
  3. ⏲ [5:00] Energieerhaltung
  4. ⏲ [6:00] Beispiele
  5. ⏲ [9:42] Anwendungen
Video Level 2

Drei-Finger-Regel in 6 Minuten einfach erklärt!

Drei-Finger-Regel

Mit der drei-Finger-Regel (auch UVW-Regel genannt) kannst Du beispielsweise mit der linken Hand die Richtung der Lorentzkraft bestimmen.

Inhalt des Videos
  1. ⏲ [00:15] Stromdurchflossener Leiter im Magnetfeld
  2. ⏲ [04:41] Übungen zur Drei-Finger-Regel
Video Level 2

Elektromagnetische Induktion in 14 Minuten einfach erklärt!

Elektromagnetische Induktion

Hier lernst Du elektromagnetische Induktion kennen. Beispielsweise wie ein Induktionsstrom durch Lorentzkraft oder Magnetfeld-Änderung entsteht.

Inhalt des Videos
  1. ⏲ [00:18] Ein bisschen Geschichte
  2. ⏲ [00:58] Leiterschaukel-Versuch (+ Induktionsstrom)
  3. ⏲ [06:36] Herleitung der Induktionsspannung
  4. ⏲ [09:24] Leiterschleife (Magnetfeldänderung / Flächenänderung)
Video Level 2

Fadenstrahlrohr in 5 Minuten einfach erklärt!

Fadenstrahlrohr-Experiment

In diesem Videos lernst Du alles rund um Fadenstrahlrohr. Wie er aufgebaut ist und wie spezifische Ladung mittels Lorentzkraft hergeleitet wird.

Inhalt des Videos
  1. ⏲ [00:18] Versuchsaufbau + Grundlagen
  2. ⏲ [01:32] Erklärung der Kreisbahn + Herleitung
Video Level 2

Coulomb-Gesetz in 11 Minuten einfach erklärt!

Coulomb-Gesetz

Coulomb-Gesetz von Charles Augustin de Coulomb ist ein Gesetz aus der Elektrizitätslehre, welches die elektrische Kraftwirkung der Punktladungen beschreibt.

Inhalt des Videos
  1. ⏲ [00:28] Was besagt das Coulomb-Gesetz?
  2. ⏲ [02:25] Herleitung mit einem Experiment
  3. ⏲ [09:07] Beispielaufgabe

Argumentationen

[Alle Argumentationen]

Quests

[Alle Quests]
Quest mit Lösung Level 2

Anhand der Übung lernst Du die Ladung einer Gewitterwolke mithilfe von Kapazität und E-Feld im Plattenkondensator zu berechnen.

Quest mit Lösung Level 3

Aufgabe zum Blitz, mit Lösung. Du musst hier Ladung und Energie eines Blitzes, sowie den Energiewert in Euro berechnen.

Quest mit Lösung Level 4

Aufgabe zur Rotation und der Indexnotation mit ausführlicher Lösung: hier rechnest Du das Magnetfeld mittels Epsilon-Tensor, Kroencker-Delta und Ableitung aus.

Quest mit Lösung Level 2

Aufgaben zur Drei-Finger-Regel mit Lösungen, bei denen die Richtung der gesuchten Größe bestimmt werden muss.

Illustrationen

[Alle Illustrationen]
In eine Flüssigkeit (Dielektrikum) eingetauchter Plattenkondensator
In eine Flüssigkeit (Dielektrikum) eingetauchter Plattenkondensator
Spannungsabfall zwischen Minus- und Pluspol
Spannungsabfall zwischen Minus- und Pluspol
Spannungsabfall zwischen Minus- und Pluspol
Spannungsabfall zwischen Minus- und Pluspol
Elektrische Spannung zwischen zwei Polen
Elektrische Spannung zwischen zwei Polen
Elektrische Spannung zwischen zwei Polen
Elektrische Spannung zwischen zwei Polen
Elektrischer Dipol im inhomogenen E-Feld
Elektrischer Dipol im inhomogenen E-Feld
RC-Schaltung - Kondensator wird entladen nach dem Betätigen des Schalters
RC-Schaltung - Kondensator wird entladen