Das Phänomen der Induktion ist heutzutage weit verbreitet und hat viele zum Teil unerwartete technische Nutzungsformen. Die FWU-Produktion stellt die verschiedenen Anwendungsbereiche der Induktion vor und liefert eine Möglichkeit, die Grundlagen der Induktion auf der Basis einfacher Animationen zu erkunden. Im Arbeitsmaterial stehen Arbeitsblätter, Grafiken und weitere ergänzende Unterrichtsmaterialien zur Verfügung.
Lernziele:
Bezug zu Lehrplänen und Bildungsstandards
Die Schülerinnen und Schüler
– kennen die Lorentzkraft, die Drei-Finger-Regel und die Regel von Lenz;
– kennen das Verhalten einer im Magnetfeld rotierenden Leiterschleife;
– kennen die Funktionsweise eines Generators und den Aufbau eines Transformators;
– kennen das Verhalten von Spannung und Stromstärke auf Primär- und Sekundärseite eines Transformators;
– kennen Wirbelstrom- und Rekuperationsbremsen sowie weitere Anwendungen der Induktion wie Kochfelder oder RFID-Chips;
– erkennen, dass alle auf dem Prinzip der Induktion beruhenden Prozesse magnetische Felder benötigen und diese als Vermittler zum Umwandeln verschiedener Energiearten fungieren;
– erkennen, dass auch bei der Vielfalt der elektromagnetischen Prozesse die Energieerhaltung gilt;
– erkennen, dass das Transformieren Wechselspannung erfordert;
– erkennen den Einfluss der Stromstärke auf die Verlustleistung einer Leitung und damit die Notwendigkeit der Energieübertragung mit Hochspannung;
– können verschiedene auf Induktion basierende Vorgänge beschreiben;
– erkennen, dass die Regel von Lenz eine spezielle Formulierung der Energieerhaltung darstellt;
– erkennen die Ähnlichkeit des Aufbaus von Elektromotor und Generator als gleich gebaute Energiewandler;
– erkennen, dass Transformatoren und damit das Prinzip der Induktion einen Energieübertrag ohne Stromfluss ermöglichen.
