Elektrizitätslehre

Wie können Energieumsätze von Haushaltsgeräten erfahrbar gemacht werden?
Dieses Materialpaket aus der Masterarbeit von B. Sc.-Ing. Kevin Krause ermöglicht den Nachbau eines kostengünstigen Energiefahrrades und enthält Dateien für den 3D-Drucker.

(Kevin Krause -Student)

Mit dem Computerspiel X-plorer erkunden SuS selbstständig die Dreifingerregel. Es soll dabei ein elektrisch geladener Körper, welcher sich in einem elektrischen bzw. magnetischen Feld befindet, einen Meteroiten abschießen. Im Rahmen einer Masterarbeit wurde überprüft, ob eine Instruktion durch ein Erklärvideo (nach der Erkundungsphase im Spiel) lernwirksam ist.

(Tristan Peukert -Student)

Im Rahmen einer Masterarbeit wurde untersucht, inwieweit sich das mechanische Kettenmodell (Spinctronics) im Vergleich zum Wagenmodell, als Analogie zum elektrischen Schwingkreis eignet.

(Philipp Jansen -Student)

Mithilfe eines Computers kann Musik mit einem Wellpappmikrofon aufgenommen und dann abgespielt werden.

(Nicole Schnurr -Studentin, Daniel Schwarz)

Die Unterrichtskonzeption basiert auf der Analogie eines geschlossenen Stromkreises zu einer Fahrradkette. Wichtige Aspekte des Unterrichts sind z. B. die Trennung von Energie- und Elektronenstrom, die gleichzeitige Einführung der Begriffe Spannung, elektrischer Strom und Widerstand sowie die Arbeit mit dem Begriff „Potenzial“ und der Spannung als Potenzialunterschied.

(Michael Kahnt)

Dass der Wert zweier Widerstände zusammen kleiner sein kann als der eines einzelnen, ist für Schülerinnen und Schüler schwer einzusehen. Aus diesem Grund wurde ein phänomenologischer Zugang entwickelt.

(Abschlussarbeit von Adrienne Schütte -Studentin)

Die Änderung des magnetischen Flusses führt zur Ausbildung eines Induktionsstroms bzw. einer Induktionsspannung. Die Simulation kann dabei als Einstieg dienen, um mit der Größe "magnetischer Fluss" vertraut zu werden.

(Simon Sievert -Hochschule)

Zur Unterstützung eines qualitativen Verständnisses der elektromagnetischen Induktion durch Augmented Reality. 
Eine Informationsübersicht finden Sie auf diesem Plakat ( DE (PDF, 1,12 MB) /  EN (PDF, 806 kB)).

Ansprechpartner:  Daniel Schwarz

(Roland Berger, Philipp Lensing -Hochschule)

Aufbau und Schaltskizzen zum Kontext eines in die Badewanne fallenden Föhns.

(Abschlussarbeit von Ole Rhebaum -Student)

 Schaltskizze (PDF, 347 kB) ohne Markierung des el. Potenzials

 Schaltskizze (PDF, 663 kB) mit Markierung des el. Potenzials

Dieses Materialpaket enthält neben einem kurzen Demo-Video auch Druckvorlagen, um das Grundgerüst des drehbaren elektrischen Stromkreises im 3D-Drucker zu drucken. Mit einer Stromzange kann der Stromkreis untersucht werden.

(Michael Kahnt)

Die Unterrichtseinheit stellt eine alternative Herangehensweise zur Erarbeitung der elektromagnetischen Induktion dar. Diese Einheit umfasst acht Unterrichtsstunden. Unsere Erfahrungen zeigen, dass das Konzept besonders für Kurse auf grundliegendem Niveau geeignet ist. Ein Einsatz in einem Kurs auf erhöhtem Niveau ist ebenfalls möglich.

(Corinna Schemme, Corinna Helms)

Ein einfacher Versuch zur Bestimmung der Stärke des Erdmagnetfeldes.

(Roland Berger, Markus Schmitt -Uni Kassel)

Unterstützt die Verwendung unterschiedlicher Feldrepräsentationen die Überwindung naiver Schülervorstellungen im Physikunterricht?

Auszüge aus der Masterarbeit von Alina Hindriksen.

Induktionsgesetz und 1. Ableitung mit Transformator nachweisbar - oder nicht?

(Daniel Schwarz, Natalja Stojakin -Studentin)

Im Rahmen einer Masterarbeit wurde ein Java - Applet entwickelt, mit dem u.a. verschiedene Rotationsrichtungen eines Magneten, unterhalb einer Leiterschleife, in Form eines virtuellen Experiments, untersucht werden können.

(Gerrit Bethmann -Student)

Ein Modellauto, welches per Induktion geladen wird, sowie ein einfaches Eigenbaumikrofon als Alltagsbeispiele zur elektromagnetischen Induktion.

(Daniel Schwarz)

Ein elektrischer „launched coaster“ im Modell. Ein Modell des Linearmotors lässt sich aus drei separaten Stromkreisen mit jeweils hintereinandergeschalteten Spulen aufbauen. Am Wagen sind Dauermagnete angebracht. Werden die Stromkreise nacheinander geschlossen, so bewegt sich der Wagen.

(Michael Kahnt)

Als Masterarbeit wurde die Messung der magnetischen Flussdichte mit dem Smartphone im Inneren einer Spule untersucht.

(Martin Lamker -Student)

Oft wird folgender Versuch beschrieben: Ein Wasserstrahl wird durch einen geladenen Kamm oder Luftballon abgelenkt. Die Erklärung soll sein, dass die einzelnen Wassermoleküldipole im Gradienten des elektrischen Feldes abgelenkt werden. Wie ist es tatsächlich?

(Daniel Schwarz, Michael Kahnt)

Ein Rad im Magnetfeld dreht sich unter Wärmeeinwirkung. Es besteht aus zwei Metallen, durch den Seebeckeffekt fließt ein elektrischer Strom.

(Hubert Schwegmann)

Der Induktionsherd ist ein gutes Anwendungsbeispiel für die Induktion. Die Versuche motivieren diese und geben Einblicke in dessen Funktionsweise.

(Daniel Schwarz, Sabine Maria-Louise Siemer -Studentin)

Die aufgebauten Versuche beinhalten diamagnetische Stoffe. Bei den wirkenden inhomogenen Feldern kann beo- bachtet werden, dass sie von beiden Polen abgestoßen werden und einige dadurch sogar zum Schweben gebracht werden können.

(Daniel Schwarz, Marion Müller)

Mit Hilfe eines Kapazitätsmessgerätes soll eine Waage aus Gelbem-Sack-Müll aufgebaut werden.

(Sven Hensen, Dr. Gerhard Kroll-Berwe -Lise-Meitner-Gymnasium)

Diese Unterrichtseinheit ist auf drei Stunden ausgelegt und dient der Wiederholung wesentlicher Inhalte des 2. Halbjahres der 12. Jahrgangsstufe.

(Roland Berger)

Das Material ist so konzipiert, dass die Unterrichtseinheit in vier Stunden im Rahmen einer Wiederholung wesentlicher Inhalte des 1. Halbjahres der 12. Jahrgangsstufe durchgeführt werden kann.

(Roland Berger)

Der Unterrichtsvorschlag umfasst eine Doppelstunde und eignet sich als Einführung in das Thema elektrische Stromkreise. Zentrales Ziel ist die Erkenntnis, dass ein Stromkreis (mindestens) zwei Kabel benötigt, um elektrische Energie transportieren zu können.

(Marion Müller, Roland Berger)