Physik – Magnetismus – Magnetisches Kabel?

Magnetisches Kabel?

Versuchsvideo (mit Ton)

Übungen

Übung 1

Übung 2

Für Lehrkräfte

Unterrichtsthema	Magnetische Wirkung des elektrischen Stroms
Klassenstufen	5 bis 8
Wer experimentiert?	Schülerinnen und Schüler im Unterricht in Partner- oder Gruppenarbeit/Lehrkräfte zur Demonstration
Ziele und Kompetenzen	Die Schülerinnen und Schüler können beschreiben, dass sich um einen stromdurchflossenen Leiter ein Magnetfeld befindet.

Vorausgesetzte Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler wissen bereits, dass in einem geschlossenen Stromkreis Strom fließt. Es mag hilfreich sein, wenn die Lernenden bereits eine andere Wirkung des elektrischen Stroms kennen´(Wärmewirkung, Lichtwirkung, chemische Wirkung).

Materialliste

je Versuchsgruppe:

• Experimentierkabel, blau, 100 cm
• Experimentierkabel, rot, 10 cm
• Glühlampe E14
• Lampenfassung E14 auf Sockel
• Kompass, zur Demonstration (groß)
• Stromversorgungsgerät, 2 bis 12 V/5 A

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Hinweise zur Vorbereitung

Das Experiment kann ohne große Schwierigkeiten als Schülerexperiment durchgeführt werden. Dabei gilt es zu beachten, dass in der Ausgangsposition Kabel und Kompassnadel parallel zueinander ausgerichtet sind. Das Kabel muss also in Nord-Süd-Richtung gelegt werden.

Hinweise zur Durchführung im Unterricht

Für geeignete Lerngruppen in den Klassenstufen 7/8 besteht die Möglichkeit, einen geschichtlichen Einstieg über die Entdeckung der magnetischen Wirkung durch Hans Christian Oersted (1777–1851) zu wählen. Vor der Durchführung seines Experiments waren Elektrizität und Magnetismus vollkommen unterschiedliche Gebiete, die nichts miteinander zu tun hatten. Dieses Experiment belegt daher, dass physikalische Experimente Theorien über die Welt verändern können.

Die Kompassnadel richtet sich entlang der magnetischen Feldlinien aus, die das stromdurchflossene Kabel ringförmig umschließen. Deshalb spielt es eine Rolle, ob der Kompass ober- oder unterhalb des Kabels platziert wird. Die Stärke des Ausschlags der Kompassnadel hängt von der magnetischen Feldstärke und diese wiederum von der Stromstärke im Leiter ab. 

Zur weiteren Sicherung und Vertiefung nach der Erarbeitung bietet sich die Kopiervorlage an, bei der die Anforderungen an die Lernenden schrittweise ansteigen. Auch die interaktiven Übungen bieten die Möglichkeit der Sicherung und weiteren Vertiefung.

Hinweise zur Auswertung

Das Experiment liefert die folgenden Erkenntnisse:

• Um einen stromdurchflossenen Leiter gibt es ein Magnetfeld.
• Die Richtung des Magnetfelds hängt von der Richtung des Stromflusses ab.

Zur Auswertung des Experiments kann die Protokollvorlage genutzt werden. Das Experiment lässt Deutungen auf verschiedenen Niveaus zu (zum Beispiel „Strom hat eine Magnetwirkung.“ oder „Um ein stromdurchflossenes Kabel gibt es ein Magnetfeld.“).

Downloads

(jeweils editierbare Worddateien)

Autorin/Autor: Miriam Küpper & Dr. Alexander Küpper