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Level 2
Level 2 setzt Schulmathematik voraus. Geeignet für Schüler.

Kurs Elektrizität und Magnetismus

Elektromagnetische Phänomene und ihre Anwendungen
  1. 1
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    Video
    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
    Passende Formeln
    Passende Illustrationen
    Elektrisch positive / negative Ladung - Anziehung und Abstoßung
    Elektrisch positive / negative Ladung - Anziehung und Abstoßung
  3. 3
    Voltage between minus and plus pole

    Hier lernst du, was die elektrische Spannung ist, wie sie durch Ladungstrennung zustande kommt, wie eine Spannungsquelle erzeugt werden kann und was Spannung mit dem Strom zu tun hat.

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    Video
    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?
    Passende Formeln
    Passende Illustrationen
    Elektrische Spannung zwischen zwei Polen
    Elektrische Spannung zwischen zwei Polen
    Spannungsabfall zwischen Minus- und Pluspol
    Spannungsabfall zwischen Minus- und Pluspol
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    Ohmsches Gesetz - linearer Zusammenhang zwischen Strom und Spannung

    Hier wird Ohmsches Gesetz einfach erklärt (+ Formel mit Einheiten), mit einem Merksatz verinnerlicht und mit Beispielen verdeutlicht.

    Lektion lesen
    Video
    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
    Fragen & Antworten
    1. Was ist der Unterschied zwischen Ohm-Leiter und Nicht-Ohm-Leiter?
    Übungsaufgaben mit Lösungen
    Quest mit Lösung Level 2

    Aufgabe mit Lösungen zum Ohmschen Gesetz (zur URI-Formel), in denen du etweder den Strom, Spannung oder den Widerstand herausfinden musst.

    Passende Formeln
    Passende Illustrationen
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    Fragen & Antworten
    1. Was ist der Unterschied zwischen einer Reihen- und Parallelschaltung von Widerständen?
    Passende Formeln
    Passende Illustrationen
  6. 6
    Joulesche Wärme bei zwei verschiedenen Widerständen

    Hier lernst du, was die elektrische Leistung P ist, wie du sie berechnest und wie du sie auf einfache Stromkreise und Situationen aus dem Alltag anwenden kannst.

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    Fragen & Antworten
    1. Warum sollten man keine Elektrogeräte aus den USA in Europa an die Steckdose anschließen?
    Übungsaufgaben mit Lösungen
    Quest mit Lösung Level 3

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

    Herleitungen & Experimente
    Passende Formeln
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  7. 7
    Übungsaufgaben mit Lösungen
    Passende Formeln
    Passende Illustrationen
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    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
    Fragen & Antworten
    1. Wovon handelt die Elektrostatik?
    2. Wie kann die elektrische Feldkonstante experimentell bestimmt werden?
    3. Kann man elektrische Ladungen erzeugen?
    Übungsaufgaben mit Lösungen
    Passende Formeln
    Passende Illustrationen
  9. 9
    Fragen & Antworten
    1. Warum können sich die Feldlinien nicht schneiden?
    2. Warum stehen Feldlinien immer senkrecht auf leitenden Oberflächen?
    Passende Formeln
    Passende Illustrationen
  10. 10
    Video
    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
    Übungsaufgaben mit Lösungen
    Quest mit Lösung Level 2

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

    Herleitungen & Experimente
    Passende Formeln
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    Übungsaufgaben mit Lösungen
    Passende Formeln
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    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
    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.

    Passende Illustrationen
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    Elektron im Magnetfeld senkrecht zur Bewegungsrichtung

    Hier lernst Du, was Lorentzkraft ist, wie Kreisbahn entsteht, sowie: senkrechter, paralleler und schräger Eintritt der Ladung ins Magnetfeld.

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    Video
    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.
    Fragen & Antworten
    1. Warum zieht sich eine stromdurchflossene Spule zusammen?
    Übungsaufgaben mit Lösungen
    Passende Formeln
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    Fadenstrahlrohr-Experiment: Prinzipieller Versuchsaufbau

    Hier lernst Du Fadenstrahlrohr kennen, seinen Versuchsaufbau und Herleitung der Formel für spezifische Ladung mithilfe der Lorentzkraft.

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    Video
    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
    Passende Formeln
    Passende Illustrationen
  16. 16
    Wienfilter (Geschwindigkeitsfilter): prinzipieller Aufbau

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

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    Video
    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.
    Herleitungen & Experimente
    Herleitung

    Wienfilter (Geschwindigkeitsfilter)

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

    Passende Formeln
    Passende Illustrationen
    Wienfilter (Geschwindigkeitsfilter): prinzipieller Aufbau
    Wienfilter (Geschwindigkeitsfilter): prinzipieller Aufbau
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    Video
    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
    Übungsaufgaben mit Lösungen
    Passende Formeln
    Passende Illustrationen
    Massenspektrometer: prinzipieller Aufbau
    Massenspektrometer: prinzipieller Aufbau
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    Video
    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.
    Übungsaufgaben mit Lösungen
    Herleitungen & Experimente
    Herleitung

    Hall-Effekt: Hall-Spannung

    Mathematische Herleitung der Hall-Spannung aus der Lorentzkraft, durch Gleichsetzen der magnetischen und elektrischen Kraft.

    Passende Formeln
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    Stabmagnet induziert Strom

    Lenzsche Regel einfach erklärt anhand von einigen Beispielen (z.B. Leiterschaukel, Leiterschleife). Mithilfe der Korkenzieher-Regel wird die Lenz-Regel angewendet, um Induktionsstrom zu bestimmen.

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    Video
    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
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    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)
    Fragen & Antworten
    1. Was ist der Unterschied zwischen elektrischen und magnetischen Feldern?
    Passende Formeln
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    Millikan-Experiment: Prinzipieller Aufbau

    Hier lernst Du Millikan-Versuch, seinen Aufbau und wie Du damit die kleinstmögliche Ladung, die Elementarladung bestimmen kannst.

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    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.
    Herleitungen & Experimente
    Passende Formeln
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Fragen & Antworten
  1. Kann man elektrische Ladungen erzeugen?
  2. Was ist der Unterschied zwischen elektrischen und magnetischen Feldern?
  3. Wie können Magnetfelder erzeugt werden?
  4. Was sind Äquipotenziallinien bzw. Äquipotenzialflächen?
Details zum Kurs
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