Elektrisches Vektorfeld (+ Linien-, Flächen- und Raumladung)
Hier lernst du das elektrische Vektorfeld und das E-Feld von einer Linien-, Flächen- und Raumladung kennen.
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Level 3
Level 3 setzt die Grundlagen der Vektorrechnung, Differential- und Integralrechnung voraus. Geeignet für Studenten und zum Teil Abiturienten.
Kurs Grundlagen der Elektrodynamik
Maxwell-Gleichungen und elektromagnetische Wellen
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Fragen & Antworten
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4 Maxwell-Gleichungen im Vakuum
Hier werden die Maxwell-Gleichungen anschaulich erklärt. Dazu werden zuerst der Gauß-Integralsatz und Stokes-Integralsatz erläutert und darauf aufbauend die vier Maxwell-Gleichungen.
Lektion lesenVideo Maxwell-Gleichungen in 41 Minuten komplett verstehen!
Hier werden die Maxwell-Gleichungen einfach erklärt. Dazu werden zuerst elektrische und magnetische Felder, sowie der Gauß-Integralsatz und Stokes-Integralsatz erläutert.
Fragen & Antworten
Herleitungen & Experimente
Herleitung Verschiebungsstrom für die 4. Maxwell-Gleichung
Hier gibt es die Herleitung vom Verschiebungsstrom am Plattenkondensator. Dieser Verschiebungsstrom ist die Erweiterung der 4. Maxwell-Gleichung.
Herleitung Coulomb-Gesetz mittels erster Maxwell-Gleichung
Hier lernst Du, wie man aus dem Gaußschen Gesetz (Maxwell-Gleichung) das Coulombsche Gesetz für eine Punktladung herleitet.
Herleitung Potential für E- und B-Feld der Elektrodynamik
Hier lernst Du, wie man Potentiale A und V der Elektrodynamik (+ Elektrostatik) mithilfe der Maxwell-Gleichungen herleitet.
Passende Formeln
Passende Illustrationen
- 3
Elektrische Polarisation: E-Feld im Dielektrikum
Hier wird dielektrische Polarisation einfach erklärt und wie damit das abgeschwächte E-Feld im Dielektrikum erklärt werden kann.
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- 4
Magnetischer Dipol im Magnetfeld
Magnetischer Dipol (als Leiterschleife) einfach erklärt - unter anderem wird magnetisches Dipolmoment erklärt, Dipol im Magnetfeld untersucht, z.B. seine potentielle Energie und Drehmoment.
Lektion lesenHerleitungen & Experimente
Herleitung Magnetischer Dipol - Drehmoment, Energie, Kraft
Herleitung der potentiellen Energie (Potential), Drehmoment und Kraft auf einen magnetischen Dipol - ausgedrückt mit dem magnetischen Dipolmoment.
Passende Illustrationen
- 5
Magnetische Hysterese bei Ferromagneten
Hier wird die magnetische Hysterese erklärt, die bei Ferromagneten auftritt und durch eine Hysteresekurve (oder: Hystereseschleife) beschrieben werden kann.
Lektion lesen - 6
Wellengleichung: Elektromagnetische Wellen
Wellengleichung der Elektrodynamik für elektromagnetische Wellen (E-Feld / B-Feld) einfach erklärt + einfache Lösung der Wellengleichung als ebene Wellen.
Lektion lesenHerleitungen & Experimente
Herleitung Wellengleichung für E-Feld und B-Feld
Herleitung der Wellengleichung für elektrische und magnetische Felder aus den Maxwell-Gleichungen sowie den Zusammenhang zwischen Lichtgeschwindigkeit und elektrischer/magnetischer Feldkonstante.
Herleitung Energie des elektrischen Feldes
Herleitung der Energie vom elektrischen Feld (E-Feld) anhand der gespeicherten Energie einer geladenen Kugel und des Plattenkondensators.
Herleitung Energie des magnetisches Feldes
Herleitung der Energie des magnetischen Feldes einer Spule und der magnetischen Energie (sowie der Energiedichte) des B-Feldes allgemein.
Passende Formeln
Passende Illustrationen
- 7
Linear und zirkular polarisierte elektromagnetische Wellen
Hier lernst du polarisiertes Licht, also linear oder zirkular polarisierte elektromagnetische Wellen kennen und was sie auszeichnet.
Lektion lesen - 8
Kovarianz der Elektrodynamik
Hier lernst Du wie anhand der speziellen Relativitätstheorie die elektrischen und magnetischen Felder ineinander übergehen.
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Passende Übungsaufgaben
Geladene Kugel: Elektrisches Feld außerhalb & innerhalb
Hier bestimmst Du mit dem Gaußschen-Gesetz und der Divergenz des E-Feldes, das elektrische Feld außerhalb und innerhalb einer homogen geladenen Vollkugel.
Geladene Hohlkugel: E-Feld innerhalb und außerhalb
In dieser Aufgabe (+ Lösung) rechnest Du das elektrische Feld einer homogen geladenen hohlen Kugel im Inneren und Außen aus.
Geladene unendliche Ebene: Elektrisches Feld
Hier übst Du an einer Aufgabe (mit Lösung) das elektrische Feld einer unendlich ausgedehnten, homogen geladenen Ebene zu berechnen.
Geladener Hohlzylinder: E-Feld innerhalb & außerhalb
In dieser Aufgabe (mit Lösung) bestimmst Du das elektrische Feld innerhalb & außerhalb eines Hohlzylinders mit einer homogenen Ladungsdichte.
Geladener Zylinder: Elektrisches Feld außerhalb und innerhalb
Hier bestimmst Du mit dem Gaußschen-Gesetz und der Divergenz des E-Feldes, das elektrische Feld außerhalb und innerhalb eines homogen geladenen Zylinders.
Stromdurchflossener Leiter: B-Feld innerhalb & außerhalb
Aufgabe mit Lösung, in der Du das Magnetfeld eines langen, geraden Drahts - innerhalb und außerhalb - bestimmst, in dem ein konstanter Strom fließt.
Magnetfeld von einem halbkreisförmigen stromdurchflossenen Draht
Aufgabe (mit Lösung) zur Übung von Biot-Savart-Gesetz. Hier muss das Magnetfeld im Ursprung von einem Halbkreis-Draht berechnet werden.
Bewegter Draht auf einem Drahtbügel im Magnetfeld
In dieser Aufgabe (mit Lösung) wird die Anwedung der Lorentzkraft und des Induktionsgesetzes geübt. Es muss ihre Äquivalenz gezeigt und die Leistung berechnet werden.
Fragen & Antworten
- Was ist der Unterschied zwischen elektrischen und magnetischen Feldern?
- Was ist die Poisson-Gleichung?
- Was ist die Multipolentwicklung?
- Was sind elektrische Wirbelströme?
- Wie funktioniert ein Dynamo?
- Wie bewegt sich ein elektrischer Dipol im homogenen / inhomogenen E-Feld?
- Was ist die Magnetisierung eines Materials?
- Wie funktioniert magnetische Kühlung?