Protokoll vom 9.8.01

Zum Thema "Elektromotor"

Magnetnadel:
Frage:"Wie kann sich eine Magnetnadel -ohne handwerkliche Einwirkungen- drehen?"
-Indem man einen Polwender zwischen die Stromquelle und den Elektromagneten einbaut, welcher durch die Magnetkraft veranlasst, dass sich die Nadel dreht.
(siehe Abb. 2 .)

Versuch:
Ein Elektromagnet wurde an einen Polwender und an einen Stomgenerator angeschlossen.
(siehe Abb. 2 und 3 )

Auswertung:
Dadurch, dass sich der Polwender drehen lässt, dreht sich die Magnetnadel im Kreis.
 

Frage:
Wie schafft man es, dass die eins mit dem Minus verbunden wird?
-Man dreht  den Polwender um neunzig Grad.
(siehe Abb.4 )

Frequenz des Wechselstroms:
50 mal pro Sekunde ist der Pluspol an einem Anschluss (50 Hertz)!

Kommutator:
Der Minuspol geht je nach dem wo der Kontakt ist nach oben oder nach unten. (Beim Pluspol ist das der gleiche Fall.)
(siehe Abb.5 )

Protokoll vom 14.08.01

"Leiterschaukel"

Wenn der Strom eingeschaltet wird,dann pendelt die Schaukel (Metallstange) aus, ist der Strom wieder aus,so pendelt sie wieder zurück.
Man kann die Pole oder den Magneten wenden,um die Stange genau andersrum pendeln zu lassen.
(siehe Abb.6 )

Rechte-Hand-Regel:
Das Magnetfeld ist kreisförmig um den Leiter
(siehe Abb.7 )
Daumen:von Plus zu Minus, restlichen Finger: Richtung des Magnetfeldes
(siehe Abb.8 )

Drei-Finger-Regel der linken Hand:
Daumen: Bewegungsrichtung der Elekronen
Zeigefinger: Magnetfeldrichtung (Nord zu Süd)
Mittelfinger: Kraft auf die Elektronen

Protokoll vom 16.08.01

"Elektronenröhre"

Frage: "Wie kann man es hinkriegen, dass die Elektronen sich auf gradem Weg durch die Röhre bewegen?"
-Wenn die Platte positiv geladen ist und die Elektonen negativ,werden sie teilweise von der Platte angezogen.Wenn sie sich durch die Platte hindurch bewegt haben,bewegen sie sich gradeaus weiter und gelangen schließlich auf die floureszierende Schicht. Dort sieht man dann einen grünen Punkt. Macht man das Licht im Raum aus, sieht man einen laserartigen roten Strahl. Das rote Licht ensteht dadurch,dass die Elektronen auf die Neonatome prallen.
(siehe Abb.9 )

Wenn man einen Magneten näher an die Röhre heranführt,bewegen sich der grüne Punkt und der rote Strahl.
(siehe Abb.10 )

Protokoll vom 21.08.01

"Elektromagnetische-Induktion"

(siehe Abb.11 )

Protokoll vom 23.08.01

"Lenzsche- Regel"

Ein Netzgerät wurde an eine Wechselspannung und dann an einen Computer angeschlossen. Man kann auf dem Bildschirm sehen, dass Plus-und Minuspol wechseln.
Als eine Gleichsachaltung eingestellt wurde, wurde der Stom unterbrochen,deshalb waren Kurven zu sehen.

Angelegte Spannung -> Bewegung des Leiters -> Kraft auf Elektroden -> Elektoden werden in entgegengesetzte Richtungen getrieben.

Protokoll vom 16.09.01

"Transformator"

Der Aufbau des Transformators:
Ein Transformator besteht aus zwei Spulen auf einem gemeinsamen, meist geschlossenen Eisenkerns.
Dabei gibt es weder zwischen den beiden Spulen, noch zwischen dem aufgewickelten Draht und dem Eisenkern eine elektrisch leitende Verbindung!
Die beiden Spulen können, wie bei Experimentiertransformator, nebeneinander angeordnet sein.
Bei den meisten technischen Transformatoren sind sie übereinander gewickelt.
Die an die Quelle für Wechselspannung angeschlossene Spule wird Primärspule, die zweite Spule Sekundärspule genannt.
D.h.: Ein Transformator besteht aus Primär- und Sekundärspule mit gemeinsamem Eisenkern.
(Siehe Abb.2 )

Primärkreis      Sekundärkreis
n1=n2       -->    U1=U2
n1>n2       -->    U1>U2
n1<n2       -->    U1<U2
n1=2*n2-->U1=2*U2
----> n1/n2=U1/U2
(Siehe Abb.2 )

Schülerübung:
 

Versuch:	Aufbau:	Ergebnis:
1	siehe Abb.1	praktisch kein Ausschlag
2	siehe Abb.1 +U-Eisenkern	Ausschlag zu sehen
3	siehe Abb.1 +geschl.Eisenkern	starker Auschlag
4,5,6	siehe Abb.1 mit Wechselspannung	Ausschläge wesentlich stärker, da rechts die gleiche Spannung ist wie links.

Merksatz:

Je größer die Windungszahl, desto größer die Spannung und desto kleiner die Stromstärke.
 

Aufgabe zum Thema Transformator:

Um den Elektrozaun beim T-Rex Gehege im Jurassic-Park funktionstüchtig zu machen, benötigt man 10.000 Volt.
Es sind allerdings nur 200 Volt vorhanden.

Frage: Um das wievielfache muss die Sekundärspule größer sein als die Primärspule?
(Lösung: Die Sekundärspule muss um das 50-fache größer sein als die Primärspule.)
 

Anwendung des Transformators:

Überlandleitung (Abb.3 )

Protokolle zu den Themen:

Energie/Wärme/Rollen/Temperatur
 

ENERGIE / ARBEIT :

Potentielle Energie (Lageenergie) :             W = m x g x h
Kinetische Energie (Bewegungsenergie) :   W = 1/2 m x v²
Spannungsenergie -> Wärme :                  W = 1/2 x D x s²

Ein Körper der Energie besitzt , hat die Eigenschaft Arbeit zu verrichten.

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Energie ist gespeicherte Arbeit!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

weniger Kraft  bedeutet   mehr Weg :  (siehe Abb. 13 )

linke Zeichnung:     W = F x s  -> Arbeit = Kraft x Weg

rechte Zeichnung    W = 1/2 F x 2 s

In der Physik und Technik :
Arbeit wird nur verrichtet , wenn eine Kraft entlang eines Weges ausgeübt wird.
 
 

WÄRME :

Temperaturmessung -> Thermometer mit Alkohol oder Quecksilber

Versuch 1 :
 Wasser wird mit Hilfe eines Gasbrenners erwärmt.
 Wir stellen fest, dass sich das Wasser ausdehnt.

 ----> fast alle Stoffe dehnen sich bei Erwärmung aus außer z.B. Plastik und Gummi.
 

Versuch 2 :
 Geräte und Aufbau (siehe Abb. 14 )
 Wir stellen fest, dass verschiedene Metalle Wärme unterschiedlich gut leiten.
 Da in einem Draht beim Erhitzen ein Überschuss an Elektonen entsteht, fließen
 diese dort schneller, als in dem anderen und so kann man die Spannung messen.
 

Anwendung: THERMOELEMENT : (siehe Abb. 15 )
 

BI-METALLE :

Bi-Metalle krümmen sich bei Erhitzung, da diese aus zwei verschiedenen Metallen
bestehen, die sich jeweils anders ausdehnen.

(siehe Abb. 16 )

TEMPERATURMESSEN ANHAND VON KELVIN :

Beim Gasthermometer wird die Höhe h = 0 erreicht, wenn die Temperatur -273,16°C
beträgt
---> Kelvin - Temperaturskala - nur positive Werte
          0 K = -273,16°C
     273,16 K =       0°C

    - Wasser kocht bei 373,16 K
    - gesunde Körpertemperatur ist 310,16 K
    - Zimmertemperatur ist 300 K (ziemlich warm!!!)