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Der Generator

Fahrraddynamo und Kraftwerk arbeiten nach genau demselben Prinzip: Bewegung erzeugt eine elektrische Spannung.

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Übungsaufgaben

Dreißig Übungen, fortlaufend nummeriert: Aufgaben zum Klicken, Ziehen und Knobeln wechseln sich mit Rechen- und Eingabeaufgaben ab. Jede Übung gibt dir sofort eine Rückmeldung, und zu jeder Aufgabe gibt es zwei gestufte Tipps.

A1
Kurbeln im Zielbereich
AFB I

Ein Generator wird mit einer Kurbel angetrieben; ein Messgerät zeigt die induzierte Spannung. Bestimme durch eigenes Kurbeln, wie schnell du drehen musst, damit der Scheitelwert nacheinander in den grünen Zielbereichen liegt.

Kurble selbst: Griff greifen und gleichmäßig im Kreis ziehen — zwei Umdrehungen im Zielbereich lösen den Auftrag. Oder stelle das Tempo mit „langsamer“/„schneller“ ein und klicke „Prüfen“. Mit der Tastatur: Tab zur Kurbel, ↑/↓ ändert das Tempo, 0 hält an.

Der Zeiger schlägt abwechselnd nach beiden Seiten aus – eine Wechselspannung. Ihr Scheitelwert wächst proportional zur Drehfrequenz: doppelt so schnell kurbeln, doppelt so hoher Scheitelwert.
Beobachte, wie weit der Zeiger bei verschiedenen Kurbeltempos ausschlägt.
Der Scheitelwert ist proportional zur Drehfrequenz: Für den doppelten Wert musst du doppelt so schnell kurbeln.
A2
Trickaufgabe: Spannung oder nicht?
AFB II

Sechs Versuche mit einer Spule, an die ein Spannungsmesser angeschlossen ist. Stelle für jeden Versuch eine begründete Vermutung auf: Wird eine Spannung induziert?

Setze in jeder Zeile das passende Kreuz — hier ist es genau eins pro Zeile. Enter setzt und löscht.
VersuchSpannung wird induziertkeine Spannung
Die Spule dreht sich zwischen den Polen eines Hufeisenmagneten.
Die Spule ruht zwischen den Polen eines sehr starken Magneten.
Der Magnet dreht sich, die Spule steht still.
Ein Elektromagnet neben der ruhenden Spule wird ein- und ausgeschaltet.
Die Spule dreht sich, aber weit und breit ist kein Magnet.
Die Spule dreht sich im Magnetfeld andersherum als vorher.
Es zählt nur, ob sich der Fluss durch die Spule ändert. Ob sich die Spule oder der Magnet bewegt, ist egal; ein noch so starkes, aber ruhendes Feld induziert nichts.
Frage bei jedem Versuch: Ändert sich die Zahl der Feldlinien durch die Spule?
Auch ein drehender Magnet oder ein ein- und ausgeschalteter Elektromagnet ändert den Fluss. Ein ruhendes Feld tut es nicht.
A3
Größer, gleich oder kleiner?
AFB I

Ordne jede Änderung am Generator danach zu, was mit dem Scheitelwert der induzierten Spannung geschieht.

Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1wird größer
2bleibt gleich
3wird kleiner
Nur Änderungen an n, B, A oder f wirken auf den Scheitelwert — Drehrichtung und Laufzeit ändern ihn nicht.
Nur die vier Größen aus Û ~ n · B · A · f beeinflussen den Scheitelwert.
Drehrichtung und Laufzeit kommen in der Beziehung nicht vor – sie ändern Û nicht.