30 Tage kostenlos testen

Überzeugen Sie sich von der Qualität unserer Inhalte.

Elektromagnete – Aufbau und Funktion

Du möchtest schneller & einfacher lernen?

Dann nutze doch Erklärvideos & übe mit Lernspielen für die Schule.

Kostenlos testen
Du willst ganz einfach ein neues Thema lernen in nur 12 Minuten?
  • Lucy lernt 5 Minuten 5 Minuten verstehen

    Unsere Videos erklären Ihrem Kind Themen anschaulich und verständlich.

  • Lucy übt 5 Minuten 5 Minuten üben

    Mit Übungen und Lernspielen festigt Ihr Kind das neue Wissen spielerisch.

  • Lucy stellt fragen 2 Minuten Fragen stellen

    Hat Ihr Kind Fragen, kann es diese im Chat oder in der Fragenbox stellen.

30 Tage kostenlos testen

Testphase jederzeit online beenden

Bewertung

Ø 3.6 / 24 Bewertungen

Die Autor*innen
Avatar
Team Digital
Elektromagnete – Aufbau und Funktion
lernst du in der Unterstufe 1. Klasse - 2. Klasse - 3. Klasse - 4. Klasse - Oberstufe 5. Klasse

Grundlagen zum Thema Elektromagnete – Aufbau und Funktion

Inhalt

Nach dem Schauen dieses Videos wirst du in der Lage sein, zu erklären, was ein Elektromagnet ist und wie er funktioniert.

Oersted_Experiment.jpg

Zunächst lernst du, wie in einem stromdurchflossenen Leiter ein Magnetfeld entsteht. Anschließend betrachten wir das Magnetfeld einer Spule. Abschließend lernst du, welche Vor- und Nachteile ein Elektromagnet gegenüber Permanentmagneten hat.

Spule_mit_Eisenkern.jpg

Lerne etwas über die Machenschaften von Meg Beth und dem Peinlichen Piet!

Das Video beinhaltet Schlüsselbegriffe, Bezeichnungen und Fachbegriffe wie Elektromagnet, magnetisches Feld, magnetische Spule, magnetischer Nordpol und Südpol, Permanentmagnet, Elementarmagnete, Stabmagnet, Eisenkern, Polung, Spannungsquelle und stromdurchflossener Leiter.

Bevor du dieses Video schaust, solltest du bereits wissen, wie einfache Stromkreise aufgebaut sind, was ein Permanentmagnet ist, und das Polgesetz kennen.

Nach diesem Video wirst du darauf vorbereitet sein, mehr über das Feldlinienmodell und das magnetische Feld einer Spule zu lernen.

Elektromagnete

Du hast sicher schon viel über Magnete gelernt. Aber weißt du auch, was ein Elektromagnet ist und wie er sich von einem Permanentmagnet unterscheidet? Das wollen wir uns im Folgenden anschauen.

Was ist ein Elektromagnet?


Elektromagnet – Aufbau und Funktion

Um einen einfachen Elektromagnet zu bauen, benötigen wir nur zwei Dinge: einen leitfähigen Draht und eine Energiequelle, wie zum Beispiel eine Batterie. Wenn wir den Draht an die Batterie anschließen, sorgt die Spannung für einen Stromfluss. Der elektrische Strom hat auch eine magnetische Wirkung. Das kannst du zum Beispiel mit einer Kompassnadel überprüfen: Wenn du sie nahe an den Draht hältst, richtet sie sich aus. Allerdings ist die magnetische Wirkung sehr schwach. Für einen richtigen Elektromagnet müssen wir sie noch verstärken.

Das geht, indem wir einen Teil des Drahts zu einer Spule aufwickeln.

Elektromagnet Spule

Die magnetische Wirkung der Spule kann schon groß genug sein, um leichte metallische Objekte anzuziehen – wie zum Beispiel Büroklammern, Tackernadeln oder kleine Nägel. So haben wir also schon einen Magnet gebaut, der mit elektrischem Strom funktioniert – einen Elektromagnet.

Wenn wir den Draht nicht einfach so zu einer Spule wickeln, sondern ihn um einen Eisenkern wickeln, ist die magnetische Wirkung sogar noch stärker. Dann reicht sie schon dazu aus, schwerere Objekte wie Gabeln oder Löffel anzuziehen.

Elektromagnet Skizze mit Eisenkern

Und was sind nun die Unterschiede zu einem Permanentmagnet?


Elektromagnet – Vor- und Nachteile

Elektromagnete haben einige Vorteile, aber auch Nachteile gegenüber Permanentmagneten. Elektromagnete haben nur dann eine magnetische Wirkung, wenn durch sie ein Strom fließt. Wir können sie also ausschalten und das geht bei einem Permanentmagnet nicht. Andererseits kostet der Stromfluss auch Energie und das ist ein Nachteil, wenn wir Energie sparen möchten. Der Permanentmagnet ist immer magnetisch, ohne dass wir Energie aufbringen müssen. Ein anderer Vorteil von Elektromagneten ist, dass wir Nord- und Südpol vertauschen können, indem wir die Polung an der Energiequelle ändern, also plus und minus vertauschen. Außerdem können wir die Stärke des Magneten verändern: Wenn ein stärkerer Strom fließt, ist die magnetische Wirkung größer.

Du siehst also, dass ein Elektromagnet einige Vorteile hat, aber auch Nachteile.

Elektromagnet – Anwendungsbeispiel

Wir wollen uns noch anschauen, wo Elektromagnete im Alltag eingesetzt werden. Eine Anwendung hast du vielleicht schon einmal gesehen: Elektromagnete werden auf Schrottplätzen eingesetzt. Sie werden dazu benutzt, um zum Beispiel kaputte Autos von einer Stelle zu einer anderen zu transportieren. Der Elektromagnet eines Krans wird erst über das Auto bewegt und dann eingeschaltet. Dann hängt das Auto am Magnet, weil es metallisch ist. Der Kran kann das Auto bequem durch die Luft transportieren und, wenn es seinen Zielort erreicht hat, den Magnet einfach wieder ausschalten – das Auto fällt herunter.

Elektromagnet Beispiel

Kurze Zusammenfassung vom Video Elektromagnete – Aufbau und Funktion

Wie funktioniert eigentlich ein Elektromagnet? Und wie ist er aufgebaut? Diese Fragen werden dir in diesem Video beantwortet. Du erfährst außerdem, in welchen Bereichen Elektromagnete im Alltag benutzt werden. Text und Video werden durch interaktive Übungen zu diesem Thema ergänzt.

Transkript Elektromagnete – Aufbau und Funktion

Die mächtige „Mag Beth“ kann metallische Gegenstände anziehen und abstoßen, wie es ihr gefällt. Der „Peinliche Piet“ möchte das auch und hat sich dafür den stärksten Permanentmagnet der Welt besorgt. Sonderlich durchdacht war das allerdings nicht. Er hätte es besser mal mit einem „Elektromagnet“ versucht. Was das ist und was das für Vorteile hat, lernst du in diesem Video. Ein „Elektromagnet“ erzeugt ein „magnetisches Feld“, wenn ein elektrischer Strom fließt. Dazu muss er mit einer „Spannungsquelle“, zum Beispiel einer Batterie, verbunden sein. Hier wid ausgenutzt, dass es einen Zusammenhang zwischen Elektrizität und Magnetismus gibt. Das war allerdings lange nicht bekannt. Erst „Hans Christian Oersted“ hat das im Jahr 1819 bewiesen. Dafür nutzte er ein einfaches Experiment: Er platzierte eine frei bewegliche Kompassnadel unter ein Stück Draht, durch das er Strom leitete. Sobald Strom floss, wurde die Nadel ausgelenkt – es musste also ein magnetisches Feld erzeugt worden sein. Indem er die Kompassnadel an verschiedenen Positionen platzierte, konnte er die Beschaffenheit des Magnetfeldes nachvollziehen. Oersted konnte zeigen, dass jeder „stromdurchflossene Leiter“ ein Magnetfeld erzeugt, das den Leiter wie eine Hülle umschließt. Allerdings ist das Magnetfeld um ein Stück Draht nur sehr schwach. Effektiver wird es, wenn man den Draht eng aufwickelt. So überlagern sich die Magnetfelder der vielen „Windungen“ zu einem starken Feld. Das nennt man eine „magnetische Spule“. Wird sie an einen Stromkreis angeschlossen, kann man damit schon kleinere Metallgegenstände anziehen. Noch stärker wird die Spule, wenn man einen „Eisenkern“ hineinsteckt. Das ist ein einfacher Stab aus Eisen, oder auch einem anderen Metall, der magnetisierbar ist. Das heißt, dass sich die „Elementarmagnete“ im Eisenstab nach dem Magnetfeld der Spule ausrichten, und dieses so noch verstärken. so verhält sich die Spule wie ein starker „Stabmagnet“, mit einem ganz ähnlich beschaffenen Magnetfeld, mit „Nord-“ und „Südpol“. Es gibt aber auch ein paar wichtige Unterschiede, die eine Spule als Elektromagnet besonders machen. Stabmagnete, Hufeisenmagnete oder Ringmagnete sind „Permanentmagnete“, das heißt sie bestehen aus einem dauerhaft magnetisierten Material. Elektromagnete wie die Spule sind hingegen nur magnetisch, wenn ein Strom fließt. Das hat den Nachteil, dass ständig Energie zugeführt werden muss, aber auch den Vorteil, dass sie je nach Bedarf aus, und ein geschaltet werden können. Außerdem kann die Stärke des Magnetfeldes durch die Stromzufuhr geregelt werden. Nützlich ist dabei auch, dass mit einer geeigneten Spannungsquelle der Stromfluss umgekehrt werden kann, und damit auch die Polung des erzeugten Magnetfeldes. So können Elektromagnete für verschiedenste Zwecke verwendet werden, zum Beispiel für Kräne, in einem Kernspintomographen, oder der Magnetschwebebahn. Bevor wir sehen, was der „Peinliche Piet“ damit anfangen könnte, fassen wir nochmal zusammen: Ein Elektromagnet ist eine „Spule“ aus aufgewickeltem Draht, die ein Magnetfeld erzeugt, wenn ein elektrischer Strom fließt. Durch einen Eisenkern kann das Magnetfeld verstärkt werden. Es kann außerdem durch die angelegte Stromstärke geregelt, und durch die Stromrichtung umgepolt werden. Das mögliche Aus- und Einschalten je nach Bedarf ist der wichtigste Vorteil von Elektromagneten. Der „Peinliche Piet“ erhofft sich nun deutlich mehr Kontrolle mit seinem neuen Magnet. Aber das Problem ist selten das Gerät, sondern oft der, der es bedient.

0 Kommentare

30 Tage kostenlos testen
Mit Spaß Noten verbessern
und vollen Zugriff erhalten auf

2.575

sofaheld-Level

5.805

vorgefertigte
Vokabeln

10.216

Lernvideos

42.307

Übungen

37.382

Arbeitsblätter

24h

Hilfe von Lehrer*
innen

laufender Yeti

Inhalte für alle Fächer und Schulstufen.
Von Expert*innen erstellt und angepasst an die Lehrpläne der Bundesländer.

30 Tage kostenlos testen

Testphase jederzeit online beenden