Myas Welt der Physik: Erwin unter Strom – ein Trickfilm zur Induktion
Stromausfall in der ganzen Straße, Myas Handy ist tot, und sie hat Hunger. Ohne Handy keine Pizza.
Paul, der Praktiker, hat einen Magneten und eine Spule dabei. Theo, der Theoretiker, hat Michael Faraday dabei, wenigstens im Kopf.
Zappel, das Spannungsmessgerät, zeigt ehrlich an, was rauskommt. Und Kater Erwin muss mit ansehen, wie Paul Kupferdraht auf sein graues Abwasserrohr wickelt.
Physik Klasse 9/10 und Einstieg in der Oberstufe, Thema elektromagnetische Induktion. Der Film dauert knapp neun Minuten, mit „schnell“ etwa sieben.
Die Witze sind albern, die Physik nicht: Zappels Zeiger folgt in jedem Bild der echten Induktionsspannung U = −N · ΔΦ/Δt für einen Neodym-Stabmagneten (6 cm lang, Ø 1,8 cm) und Spulen mit 500 oder 1000 Windungen.
Ausführlich zum Weiterforschen: Mya schüttelt Strom aus dem Ärmel (Induktionsgesetz), Ringo ist dagegen! (Lenzsche Regel), Mya dreht am Rad (Generator und Transformator).
Der Film: Erwin unter Strom
Hier stehen die Untertitel, sobald der Film läuft.
Tempo:
Jetzt schüttelst du!
Paul hat Erwins Rohr noch nicht zurückgegeben. Zieh den Magneten mit der Maus oder dem Finger durch die Spule und schau, was Zappel macht. Probiere alles aus, was im Film passiert ist.
Spannung U–
Fluss Φ–
Tempo–
Spitze Û–
Was Erwin gelernt hat (und du hoffentlich auch)
Ein Magnet, der still in der Spule liegt, liefert keine Spannung. Auch nicht, wenn man ihn ganz fest anschaut oder ein Kater darauf schläft.
Eine Spannung wird nur induziert, solange sich das Magnetfeld in der Spule ändert, genauer: der magnetische Fluss Φ = B · A.
Hinein und heraus geben Spannungen mit entgegengesetztem Vorzeichen. Den Magneten umdrehen kehrt das Vorzeichen ebenfalls um.
Schneller bewegen und mehr Windungen geben mehr Spannung: U = −N · ΔΦ/Δt. Ob Magnet oder Spule sich bewegt, ist egal.
Fließt ein Induktionsstrom, bremst er die Bewegung, die ihn erzeugt (Lenzsche Regel). Strom gibt es nie geschenkt: Ein Handy-Akku mit 15,4 Wh braucht bei 0,1 W Schüttelleistung über 150 Stunden.
Ein Kater ist nicht magnetisch. Sein Fell lädt sich am Polypropylen-Rohr zwar positiv auf, aber das ist Elektrostatik, ein anderes Kapitel.