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Kurs Elektrizität und Magnetismus

Grundlagen elektrischer und magnetischer Phänomene
Level 2
Level 2 setzt Schulmathematik voraus. Geeignet für Schüler.
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Video

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
Übungsaufgaben mit Lösungen
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Die elektrische Influenz ist ein Phänomen aus der Elektrizitätslehre und beschreibt die Verschiebung der Ladungen innerhalb von Metallen.

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Video

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
Übungsaufgaben mit Lösungen
Quest mit Lösung Level 2

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

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Video

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.
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Wienfilter (Geschwindigkeitsfilter): prinzipieller Aufbau

Lerne, wie man bestimmte Geschwindigkeit von geladenen Teilchen bekommt, durch Ausnutzen der Lorentzkraft und elektrischen Kraft.

Lektion lesen
Video

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.
Herleitungen & Experimente
Herleitung

Hier gibt es eine einfache Herleitung zum realen Wienfilter, nämlich mit der endlichen Breite des Spalts, woraus ein Geschwindigkeitsintervall folgt.

Passende Übungsaufgaben
Quest mit Lösung Level 3

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

Fragen & Antworten
  1. Wovon handelt die Elektrostatik?
  2. Kann man elektrische Ladungen erzeugen?
  3. Was ist der Unterschied zwischen elektrischen und magnetischen Feldern?
  4. Wie können Magnetfelder erzeugt werden?
  5. Was sind Äquipotenziallinien bzw. Äquipotenzialflächen?
  6. Wie kann die elektrische Feldkonstante experimentell bestimmt werden?
Formelsammlung
Details zum Kurs
  • Copyright: ©2020
  • Lizenz: CC BY 4.0Diese Lektion darf mit der Angabe des Copyrights weiterverwendet werden!
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