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circuit-simulator-applet

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www.didaktikonline.physik.uni-muenchen.de

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Aufbau und Funktion des Tranformators

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Der Wechselstrom-Generator

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Aufbau und Funktion des Gleichstrom-Motors

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Das Faraday'sche Gesetz der e.-m. Induktion

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Anwendungen zum e.-m. Prinzip

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Das elektro-motorische Prinzip

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Einführung: Die e.-m. Induktion, Felder

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Zentrale für Unterrichtsmedien im Internet e.V. (ZUM.de)

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Karl Kirst war Lehrer in NRW in Chile und in der Türkei. Seit 2005 engagiert er sich in der Zentrale für Unterrichtsmaterialien im Internet e. V. (ZUM.de), lange Jahre auch als Vorstand. Wann hat die...

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Diese HTML5-App simuliert einen Generator, der aus Gründen der Übersichtlichkeit auf die wesentlichsten Teile reduziert ist. Anstelle eines Ankers mit vielen Windungen und Eisenkern dreht sich hier nur eine einzige rechtwinklige Leiterschleife, und die Achse wurde weggelassen.

Die Radiobuttons oben rechts erlauben die Wahl zwischen Wechselstromgenerator (ohne Kommutator) und Gleichstromgenerator (mit Kommutator). Mit dem darunterliegenden Schaltknopf lässt sich die Drehrichtung umkehren. Ein Schieberegler ermöglicht das Einstellen der Drehgeschwindigkeit. Mit dem Schaltknopf "Pause / Weiter" kann man die Simulation anhalten und wieder starten. Ein Stopp bedeutet jedoch nicht ein wirkliches Anhalten; in diesem Falle würde nämlich die induzierte Spannung auf Null absinken.

Zwei schwarze Pfeile kennzeichnen die momentane Bewegungsrichtung. Die magnetischen Feldlinien (vom rot gezeichneten Nordpol des Hufeisenmagneten zum grün dargestellten Südpol) sind an der blauen Farbe zu erkennen. An den roten Pfeilen kann man die Richtung des induzierten Stromes (technische oder konventionelle Stromrichtung) ablesen.

Herzlichen Dank an Herrn Jürgen Giesen, der mit seinen Vorschlägen zum Entstehen dieser Simulation beigetragen hat, und an Herrn Teun Koops für seinen Verbesserungsvorschlag!

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Diese HTML5-App simuliert einen Generator, der aus Gründen der Übersichtlichkeit auf die wesentlichsten Teile reduziert ist. Anstelle eines Ankers mit vielen Windungen und Eisenkern dreht sich hier nur eine einzige rechtwinklige Leiterschleife, und die Achse wurde weggelassen. Die Radiobuttons oben rechts erlauben die Wahl zwischen Wechselstromgenerator (ohne Kommutator) und Gleichstromgenerator (mit Kommutator).

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Diese HTML5-App zeigt einen Gleichstrom-Elektromotor, der aus Gründen der Übersichtlichkeit auf die wesentlichsten Teile reduziert ist. Anstelle eines Ankers mit vielen Windungen und Eisenkern dreht sich hier nur eine einzige rechtwinklige Leiterschleife, und die Achse wurde weggelassen.

Die roten Pfeile kennzeichnen die technische (konventionelle) Stromrichtung (also vom Pluspol zum Minuspol). Die magnetischen Feldlinien (vom rot gezeichneten Nordpol des Hufeisenmagneten zum grün dargestellten Südpol) sind an der blauen Farbe zu erkennen. Die schwarzen Pfeile stehen für die Lorentzkraft, die im Magnetfeld auf einen stromdurchflossenen Leiter ausgeübt wird.

Die erwähnte Lorentzkraft steht senkrecht zur Stromrichtung und zu den magnetischen Feldlinien. Dabei ergibt sich die Orientierung aus der bekannten Drei-Finger-Regel (für die rechte Hand!):

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Diese HTML5-App zeigt einen Gleichstrom-Elektromotor, der aus Gründen der Übersichtlichkeit auf die wesentlichsten Teile reduziert ist. Anstelle eines Ankers mit vielen Windungen und Eisenkern dreht sich hier nur eine einzige rechtwinklige Leiterschleife, und die Achse wurde weggelassen. Die roten Pfeile kennzeichnen die technische (konventionelle) Stromrichtung (also vom Pluspol zum Minuspol).

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Zentrale für Unterrichtsmedien im Internet e.V. (ZUM.de)

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Karl Kirst war Lehrer in NRW in Chile und in der Türkei. Seit 2005 engagiert er sich in der Zentrale für Unterrichtsmaterialien im Internet e. V. (ZUM.de), lange Jahre auch als Vorstand. Wann hat die...

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Diese HTML5-App demonstriert die Lorentzkraft, die im Magnetfeld eines Hufeisenmagneten auf eine strom durchflossene Leiterschaukel ausgeübt wird.

Mit dem obersten Schaltknopf ("Ein / Aus") lässt sich der Strom ein- und ausschalten. Die beiden anderen Schaltknöpfe ("Umpolen" und "Magnet umdrehen") erlauben es, die Stromrichtung bzw. die Richtung des Magnetfeldes umzukehren. Wenn die entsprechenden Optionsfelder aktiviert sind, werden technische Stromrichtung (rote Pfeile), magnetische Feldlinien (blau) und Lorentzkraft (schwarzer Pfeil) angezeigt.

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Diese HTML5-App demonstriert die Lorentzkraft, die im Magnetfeld eines Hufeisenmagneten auf eine strom durchflossene Leiterschaukel ausgeübt wird. Mit dem obersten Schaltknopf ("Ein / Aus") lässt sich der Strom ein- und ausschalten. Die beiden anderen Schaltknöpfe ("Umpolen" und "Magnet umdrehen") erlauben es, die Stromrichtung bzw. die Richtung des Magnetfeldes umzukehren.

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This simulation has been converted to HTML5! The legacy version of this sim is no longer supported.

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Topics

Description

Explore the interactions between a compass and bar magnet. Discover how you can use a battery and wire to make a magnet! Can you make it a stronger magnet? Can you make the magnetic field reverse?

Sample Learning Goals

Predict the direction of the magnet field for different locations around a bar magnet and electromagnet

Compare and contrast bar magnets and electromagnets

Identify the characteristics of electromagnets that are variable and what effects each variable has on the magnetic field's strength and direction

Relate magnetic field strength to distance quantitatively and qualitatively

Overview of sim controls, model simplifications, and insights into student thinking ( PDF ).

Teacher-Submitted Activities

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Explore the interactions between a compass and bar magnet. Discover how you can use a battery and wire to make a magnet! Can you make it a stronger magnet? Can you make the magnetic field reverse?

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Inhalt

Beschreibung

Spielen Sie mit einem Stabmagneten und Spulen, um das FARADAYsche Gesetz zu erforschen. Bewegen Sie einen Stabmagneten in der Nähe von ein oder zwei Spulen, um eine Glühbirne zum Leuchten zu bringen. Beobachten Sie die magnetischen Feldlinien. Ein Amperemeter zeigt die Richtung und die Größe des Stroms an. Sie können auch Elektromagnete, Generatoren und Transformatoren verwenden.

Lernziele

Sagen Sie für einen Stabmagneten und einen Elektromagneten die Richtung des Magnetfeldes an verschiedenen Stellen voraus.

Vergleichen Sie Stabmagneten mit Elektromagneten.

Beschreiben Sie die Parameter eines Elektromagneten und deren Auswirkung auf Stärke und Richtung des Magnetfelds.

Formulieren Sie die Abhängigkeit der magnetischen Feldstärke vom Abstand.

Definieren Sie die Voraussetzungen für Induktion.

Erläutern Sie die Möglichkeiteb von Glühbirne und Voltmeter für die Anzeige des induzierten Stroms.

Sagen Sie voraus, wie sich der Strom ändert, wenn einzelne Parameter variiert werden.

Dozenten Tipps

Überblick über Simulations Kontrolle, Modell Vereinfachung und Einsichten in Denkweise der Studenten ( PDF ).

Video Einstieg

Aktivitäten, die von Dozenten eingereicht wurden

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Spielen Sie mit einem Stabmagneten und Spulen, um das FARADAYsche Gesetz zu erforschen. Bewegen Sie einen Stabmagneten in der Nähe von ein oder zwei Spulen, um eine Glühbirne zum Leuchten zu bringen. Beobachten Sie die magnetischen Feldlinien. Ein Amperemeter zeigt die Richtung und die Größe des Stroms an.

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Aufbau und Funktion des Tranformators

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Aufbau und Funktion des Gleichstrom-Motors

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zu Feldern und Induktion

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Einführung: Die e.-m. Induktion, Felder

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Das elektro-motorische Prinzip

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Anwendungen zum e.-m. Prinzip

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Das Faraday'sche Gesetz der e.-m. Induktion

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Der Wechselstrom-Generator

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Anwendungen

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zum Transformator