Elektromagnetismus
Klasse 10
Blue Fire im Modell
Die Achterbahn Blue Fire im Europa-Park wird nicht hochgezogen, sondern losgeschossen – und am Ende berührungslos wieder abgebremst. Wie geht das? Schiene und Wagen sind für alle gleich und vorgegeben; eure Aufgabe ist der Antrieb: Reed-Schalter schalten Spulen genau dann ein, wenn der Wagen herankommt, und ziehen ihn durch – Standard sind zwei Beschleunigungsstufen, schnelle Gruppen bauen weitere aus. Ihr optimiert Windungszahl, Eisenkern, Magnet und Auslösepunkt und tretet gegeneinander an: Wer schießt den Wagen am schnellsten los? An einer Bremszone aus Kupfer erforscht ihr außerdem, wie eine Wirbelstrombremse den Wagen ohne Berührung stoppt. Zum Schluss erklärt ihr an euren eigenen Messungen, was am Antrieb Kraft ist und was an der Bremse Induktion.
Levelplan – Elektromagnetismus
Ich kann Pole, Polgesetze und Feldlinien wiedergeben.
Ich kann ein Feldbild deuten und die Pole bestimmen.
Ich kann mithilfe eines Feldlinienbildes vorhersagen, ob sich zwei Magnete anziehen oder abstoßen.
Ich kann sagen, dass ein Kabel mit Strom ein Magnetfeld erzeugt.
Ich kann mit einer Kompassnadel zeigen, dass sich die Feldrichtung ändert, wenn man die Kabel an der Batterie tauscht.
Ich kann erklären, warum sich eine Kompassnadel neben einem stromdurchflossenen Kabel bewegt.
Ich kann sagen, dass eine Spule mit Strom und Eisenkern wie ein Magnet wirkt.
Ich kann angeben, wodurch der Elektromagnet stärker wird (mehr Windungen, Eisenkern, mehr Strom).
Ich kann erklären, wie ein Elektromagnet im Schrottplatz-Kran Autos anhebt und per Knopfdruck wieder fallen lässt.
Ich kann Magnet, Spule und Membran im Lautsprecher benennen.
Ich kann erklären, dass der wechselnde Strom die Spule und damit die Membran zum Schwingen bringt.
Ich kann erklären, wie aus dem Strom in meinem Kopfhörer hörbarer Klang wird.
Ich kann sagen, dass zwischen Magnet und stromdurchflossenem Kabel eine Kraft entsteht.
Ich kann erklären, dass diese Kraft eine Drehbewegung erzeugen kann.
Ich kann erklären, wo überall im Alltag Elektromotoren stecken (Ventilator, Bohrmaschine, E-Auto).
Ich kann die Bauteile eines einfachen Motors benennen.
Ich kann erklären, welches Bauteil (Kommutator) den Motor dauerhaft drehen lässt.
Ich kann erklären, warum sich ein Motor weiterdreht und nicht nach einer halben Drehung stehen bleibt.
Ich kann einen einfachen Elektromotor nach Anleitung bauen.
Ich kann Fehler an meinem Motor finden und beheben.
Ich kann erklären, wie ich meinen Motor schneller oder kräftiger machen kann.
Ich kann Unterschiede zwischen Elektro- und Benzinauto nennen.
Ich kann Vor- und Nachteile eines Elektroautos nennen.
Ich kann erklären, warum ein Elektroauto nur mit sauberem Strom wirklich umweltfreundlich ist.
Ich kann sagen, dass ein bewegter Magnet in einer Spule eine Spannung erzeugt.
Ich kann angeben, wodurch die Spannung größer wird (schneller bewegen, stärkerer Magnet, mehr Windungen).
Ich kann erklären, wie eine Taschenlampe funktioniert, die man nur schüttelt.
Ich kann sagen, dass NFC-Geräte über kurze Entfernung drahtlos verbunden sind.
Ich kann erklären, dass dabei zwei Spulen zusammenwirken.
Ich kann erklären, wie das kontaktlose Bezahlen mit Karte oder Handy funktioniert.
Ich kann sagen, dass ein Generator Bewegung in Strom umwandelt.
Ich kann erklären, dass sich dabei Magnet und Spule gegeneinander bewegen.
Ich kann erklären, wie ein Fahrraddynamo das Licht zum Leuchten bringt.
Ich kann die Teile eines Transformators benennen.
Ich kann mit U₁ / U₂ = N₁ / N₂ rechnen.
Ich kann erklären, warum ein Ladegerät die 230 V der Steckdose auf wenige Volt herunterbringt.
Ich kann sagen, dass der Strom vom Kraftwerk über Leitungen zu uns kommt.
Ich kann erklären, dass die Spannung für den Transport hochgesetzt wird.
Ich kann erklären, warum über Land große Masten mit sehr hoher Spannung stehen.
Ich kann Leistung (Watt) und Energie (Kilowattstunden) unterscheiden.
Ich kann mit E = P · t den Verbrauch ausrechnen.
Ich kann erklären, warum ein Gerät, das lange läuft, mehr kostet als ein kurz genutztes mit gleicher Leistung.