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Wirkungen des elektrischen Stroms Teil 2
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falls du den ersten Teil verpasst hast
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dann geht es hier entlang in diesem
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Video geht es nämlich um die magnetische
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Wirkung wir untersuchen das Magnetfeld
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eines geraden strombeflossenen Leiters
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verstärken die magnetische Wirkung
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veranschaulichen mit dem Modell der
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Elementarmagneten wieso sich die Wirkung
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verstärkt und drehen im extrawissen
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Spezial noch ein paar extra Runden zu
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verschiedenen Anwendungen
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[Musik]
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elektrischer Strom die Auswirkung von
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elektrischem Strom bemerkst du überall
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in deinem Alltag der elektrische Strom
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heizt den Toaster auf das ist die
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Wärmewirkung er fließt auch durch die
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Lampe und macht das dunkle Zimmer hell
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das ist die Leuchtwirkung Strom nutzt du
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auch um dein Handy aufzuladen oder
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genauer gesagt den Akku in deinem Handy
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das geht mit der chemischen Wirkung und
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zu guter Letzt kann man mit Hilfe von
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Strom riesige Mengen Metallschrott
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hochheben das ist dann die vierte
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Wirkung die magnetische und die ist so
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cool dass sie hier mit ihr eigenes Video
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bekommt
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1819 entdeckte der Däne hans-Christian
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oerstedt
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das ein stromdurchflossener Leiter einen
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Kompass ganz schön durcheinander bringen
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kann das ist genau dieses kleine
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Experiment hier ein Kabel also ein
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stromdurchflossener Leiter an einer
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elektrischen Quelle und ein kleiner
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Kompass so eine Kompassnadel ist ein
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kleiner Magnet der sich am Magnetfeld
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unseres Planeten Erde ausrichtet deshalb
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zeigt die Kompassnadel auch immer nach
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Norden unsere elektrische Quelle ist
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entweder eine einfache Batterie oder
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eine andere elektrische Quelle mit
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festem Plus und Minuspol den Kompass
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schieben wir dicht an unser Kabel dass
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wir natürlich nicht anfassen solange
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noch kein Strom fließt zeigt der Kompass
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weiter nach Norden das ändert sich aber
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schlagartig wenn wir den Strom
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Anschalten der Kompass dreht sich aus
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seiner ursprünglichen Position Weg und
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zeigt jetzt in eine andere Richtung
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machen wir den Strom wieder aus dann
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dreht sich die Kompassnadel wieder
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zurück und zeigt wieder nach Norden
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wenn ein Kompass seine Orientierung
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verliert dann treibt hier ein neues
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Magnetfeld sein Unwesen und da das
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einzige dass wir vorhin verändert haben
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der Strom in dem Leiter ist muss genau
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dieser die Ursache für das Magnetfeld
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sein dieses Magnetfeld das vom Strom
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durchflossene Leiter ausgeht stört dann
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unseren Kompass
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aber wie verändert sich das Magnetfeld
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wenn wir etwas am Strom herumspielen
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erstmal fließt noch kein Strom nun
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schieben wir unseren Kompass wieder zum
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Kabel er zeigt immer noch nach Norden
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hat also immer noch seine korrekte
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Peilung jetzt drehen wir an der
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elektrischen Quelle und es fließt ein
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Strom im Kabel schwupps ändert sich auch
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die Richtung in die unser Kompost zeigt
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wenn noch mehr Strom durch den Leiter
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fließt dreht sich der Kompass noch
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weiter der Strom erzeugt ein Magnetfeld
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um den Leiter der Kompass dreht sich ja
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immer weiter weg je mehr Strom fließt
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das zeigt uns dass das Magnetfeld vom
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Leiter das unseren Kompass stört immer
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stärker wird die Stärke von unserem
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Magnetfeld um das Kabel nimmt also zu
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wenn die Stromstärke größer wird und was
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wenn wir den Strom um Polen elektrische
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Quelle aus und wir stöpseln unsere Kabel
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genau andersherum wenn wir umgepolt
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haben und die Quelle wieder einschalten
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dreht sich der Kompass in genau die
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andere Richtung wie vorher die rote
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Seite der Nadel zeigt jetzt nach rechts
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vorher hat sie aber nach links gezeigt
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wenn wir an der elektrischen Quelle Plus
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und Minuspol vertauschen fließt auch der
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Strom in die andere Richtung das ändert
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auch etwas am Magnetfeld das vom Leiter
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ausgeht der Kompass wird zwar wieder
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gestört aber diesmal auf andere Weise
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jetzt fühlen wir den Magnetfeld noch
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etwas mehr auf den Zahn wir basteln uns
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eine Platte mit vielen kleinen
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Kompassnadeln und unser elektrischer
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Leiter geht jetzt mitten durch mit
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diesem Aufbau versuchen wir etwas über
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die Form des Magnetfeldes herauszufinden
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sobald Strom durch den Leiter fließt
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sehen wir was abgefahrenes die
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Kompassnadeln drehen sich so dass sie
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Kreise um den Leiter bilden das
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Magnetfeld des Leiters ist also
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kreisförmig um den Leiter die vielen
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kleinen Magneten zeigen alle in
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unterschiedliche Richtungen
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und wenn wir umpolen drehen die sich in
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genau die entgegengesetzte Richtung
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zeigen sie vorher nach rechts zeigen sie
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jetzt nach links das Magnetfeld ist
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kreisförmig aber unterschiedlich je
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nachdem in welche Richtung wir den
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Leiter an die elektrische Quelle
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angeschlossen haben einmal zeigt es im
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Uhrzeigersinn und wenn wir umpolen zeigt
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es gegen den Uhrzeigersinn
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das Magnetfeld eines einzelnen Leiters
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ist ganz schön schwach ja eine
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Kompassnadel bewegt sich dadurch eine
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Büroklammer kann man mit dieser
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magnetischen Wirkung aber noch nicht
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hochheben vielleicht können wir etwas
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mit dem Leiter machen damit das
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Magnetfeld mehr Power bekommt auf biegen
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und brechen
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wenn ich den Leiter zu einer Spule
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wickle passiert schon etwas mehr jetzt
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sind viele kleine Leiterschleifen
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nebeneinander die kleinen magnetischen
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Wirkungen von allen Schleifen überlagern
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sich und herauskommt eine stärkere
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magnetische Gesamtwirkung aber so
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wirklich stark ist das Magnetfeld der
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Spule auch noch nicht um das magnetische
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Feld unserer Spule zu verstärken können
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wir da einfach ein Eisennagel
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reinstecken
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und schwupps kann ich damit problemlos
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mehrere Büroklammern gleichzeitig
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hochheben atemberaubend das funktioniert
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aber nur solange ich meine Spule mit
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Strom versorge wenn ich die Batterie
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abziehe dann
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um zu verstehen wieso der Eisennagel die
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magnetische Wirkung der Spule verstärkt
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brauchen wir ein Modell
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wie praktisch dass wir schon eins haben
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nämlich unser Modell der
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Elementarmagneten wir stellen uns einen
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Magneten vor als wäre er aus abertausend
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winzig klein Elementarmagneten
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zusammengesetzt die alle gleich
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ausgerichtet sind nicht nur Magnete sind
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voller kleiner Elementarmagnete auch den
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Metalle Eisen Kobalt und Nickel sind es
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die heißen dann ferromagnetisch Ferro
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als Eisen und magnetisch naja das kennst
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du sicherlich schon unser Eisennagel ist
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also ein astreiner ferromagnetischer
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Stoff
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im Unterschied zum Permanentmagneten
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sind die Elementarmagneten im Eisennagel
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total wild angeordnet ein einziges Chaos
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die zeigen in alle möglichen Richtungen
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dadurch hat der Nagel insgesamt kein
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eigenes Magnetfeld das ändert sich
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sobald wir einen Strom durch die Spule
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schicken die um den Nagel gewickelt ist
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die Spule hat ja ein Magnetfeld und das
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beeinflusst die kleinen
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Elementarmagneten im Eisennagel die
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kleinen Elementarmagnete richten sich
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durch die magnetische Wirkung der Spule
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in Reih und Glied aus so zeigen alle in
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die gleiche Richtung die magnetischen
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Wirkungen aller Elementarmagnete
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überlagern sich jetzt und es entsteht
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ein großes Magnetfeld das viel mehr
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Power hat der Spaß ist aber vorbei wenn
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wir kein Strom mehr durch die Spule
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schicken sobald das äußere Magnetfeld
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der Spule verschwindet gibt es auch für
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die Kleinen Elementarmagnete im
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Eisennagel kein Grund mehr ihre
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Orientierung einzuhalten sie drehen sich
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langsam wieder in alle möglichen
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Richtungen und der Effekt verschwindet
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ein Magnetfeld auf Knopfdruck
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das wäre ja was mit Hilfe von solch
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riesigen Elektromagneten kann man
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wunderbar Eisenteile und andere
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magnetische Stoffe hochheben zum
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Beispiel auf Schrottplätzen der Vorteil
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ist natürlich dass man dann auch wieder
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per Knopfdruck den ganzen Elektroschrott
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abwerfen kann probiert das mal mit einem
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Permanentmagneten auch sofortbewegung
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werden Elektromagnete genutzt Stichwort
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Elektromotor für einen einfachen
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Elektromotor braucht man nur einen
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Magneten und ein Kabel das Kabel muss
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ich richtig wickeln und drehbar Lagern
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wenn ich jetzt Strom durch das Kabel
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fließen lasse bildet sich ein Magnetfeld
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um das Kabel das gewickelte Kabel und
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der Magnet ziehen sich jetzt manchmal an
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und manchmal stoßen sie sich ab es
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entsteht eine Drehbewegung schon 1881
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hat Gustav troweb sein elektrisches
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Dreirad der Weltöffentlichkeit
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präsentiert zwar wurde der Siegeszug des
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Elektromotors beim Automobil durch die
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Verbrennungsmotoren unterbrochen doch
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auf den Schienen ging es weiter Elektro
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Lokomotiven verbinden größere Städte mit
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unheimlicher Geschwindigkeit aber nicht
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nur auf der Erde ist ein Fortkommen ohne
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Elektromotor kaum denkbar selbst auf dem
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Mond und auf dem Mars sind die Fahrzeuge
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elektrisch angetrieben um genau zu
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erklären wie so ein Elektromotor
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funktioniert gibt es ja glücklicherweise
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eine Seite auf Leifi Physik willst du
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ein eigenes Video darüber dann hauen uns
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das in die Kommentare
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aber der Nutzen von dem Elektromagneten
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muss gar nicht immer so abgespaced sein
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selbst in deiner Schule werden
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Elektromagneten benutzt und zwar für
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einen guten Zweck ja die Schulklingel
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hat nämlich auch einen Elektromagnet der
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pünktlich zur Pause läutet und selbst
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wenn es in deiner Schule keine Klinge
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mehr gibt auch die Lautsprecher werden
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von einem Elektromagneten angetrieben
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und hier gibt es jetzt keine
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Hausaufgaben sondern Hitzefrei nee den
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Spickzettel
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[Musik]
