Physikarbeit Nr.1
Name:
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a)
Gib die
wesentlichen Teile eines einfachen Elektromotors an und beschreibe deren
Aufgabe.
b)
Wie lässt sich ein
einfacher Elektromotor verbessern? Gib für jede Verbesserung auch eine
Begründung an.
An
einem Leiter ist ein Amperemeter angeschlossen.
Gib begründet an, ob ein Strom fließt,
wenn der Leiter
a)
von oben nach
unten,
b)
von links nach
rechts,
c)
von vorn nach hinten
bewegt wird.
Gib
gegebenenfalls begründet die Stromrichtung an.
Skizziere und
beschreibe einen Versuch, mit dem die Lorentz – Kraft demonstriert werden kann.
Zwei
Drehspulmessgeräte sind durch Kabel miteinander verbunden. Kippt man eines so,
dass sich ein Zeiger bewegt, so schlägt der Zeiger des anderen Instrumentes
aus.
Gib
dafür eine Erklärung an.
Musterlösung
der Physik Klassenarbeit Nr.1
Aufgabe
1:
a) Die Bestandteile eines Elektromotors
sind der Kommutator, der dafür sogt, dass umgepolt wird, denn sonst würde sich
der Anker nur bis zur senkrechten Stellung drehen können und mit Kommutator
dreht sich der Anker kontinuierlich.
Ein
weiterer Bestandteil ist der Magnet (auch Stator genannt), denn damit sich die
Spule drehen kann, müssen Strom und ein Magnetfeld vorhanden sein. Und der
Magnet liefert dieses Magnetfeld.
Der
letzte wichtige Bestandteil ist der Anker, der durch die Magnet- und Stromkraft
gedreht wird.
b) Für den Anker sollte man einen 3-T
oder 5-T Anker gewählt werden, er sollte zumindest ungerade sein, denn dann ist
die Chance gleich null, dass der Anker stehen bleibt, denn bei zwei Ankern
können sie senkrecht stehen bleiben und so fließt kein Strom mehr.
Des
Weiteren sollte man für den einfachen Magneten besser einen E – Magneten
wählen, damit das Magnetfeld kräftiger wirken kann und dauerhaft vorhanden ist.
Aufgabe
2:
Wenn
der Leiter von oben nach unten bewegt wird, fließt kein Strom, denn die
Feldlinien des Magneten werden vom Leiter nicht geschnitten.
Wenn
der Leiter von links nach rechts bewegt wird, fließt ebenfalls kein Strom, denn
die Feldlinien werden immer noch nicht geschnitten und so kann keine Spannung
induziert werden.
Wenn
der Leiter von vorne nach hinten bewegt wird, so werden die Feldlinien des Magneten
vom Leiter geschnitten und so kann eine Spannung induziert werden und ein Strom
kann fließen.
Die
Stromrichtung lässt sich leicht durch die 2. UVW Regel herausfinden, denn der
Daumen zeigt nach rechts, der Stromrichtung, der Zeigefinger zeigt nach unten,
also die Richtung der Feldlinien und der Mittelfinger zeigt nach vorn und gibt
die Bewegung von vorn nach hinten an.
Aufgabe 3:
Die Lorenzkraft
kann man wie folge demonstrieren:
Wir
haben eine Glaskugel, in der sich ein Glühdraht befindet. Dieser Glühdraht wird
unter Strom gesetzt. Um dies Glaskugel nun befindet sich ein Magnetfeld. Durch
die Erhitzung dieses Drahtes oder Leiters werden Elektronen abgegeben. Diese
Elektronen gelangen dann in das Innere der Glaskugel, wo ein Vakuum und
ebenfalls ein Magnetfeld herrscht. Durch die in der Glaskugel wirkende
Lorentzkraft gehen die Elektronen nicht gerade durch das Glas sondern werden
von ihrer üblichen Bahn abgedrängt.
Aufgabe
4:
Durch
die Bewegung des einen Messgerätes, in dem sich eine Spule und ein Magnet
befinden, wird eine Spannung induziert, denn die Spule dreht sich und schneidet
die Feldlinien des Magneten, wodurch eine Kraft induziert wird, die an das
andere Messgerät weitergeleitet wird. Und eben diese weitergeleitete Spannung
wird von dem Messergerät angezeigt.
