Lehrfilme: Elektrizitätslehre

Film: Elektromotor

Schon viele große Fortbewegungsmittel wie Loks, Kräne und Straßenbahnen, aber auch kleine Geräte wie DVD-Player oder Spielzeug werden mit Elektromotoren angetrieben. Sie gelten auch als Zukunft im Individualverkehr, also bei Autos und Rädern. Ein Elektromotor wandelt elektrische Energie in mechanische Energie um. Der Film erklärt die Funktionsweise und gibt zu bedenken, dass die mobile Stromversorgung noch ein Problem ist. Im Elektromotor muss dafür gesorgt werden, dass der sogenannte Anker, eine Spule, durch die Gleichstrom fließt, in einem Magnetfeld rotiert. Wie dies mittels eines Kommutators möglich ist, wird Schritt für Schritt gez...hier weiterlesen

Produktion: 2014

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Film: Meilensteine der Menschheit 9

Der Transistor, Die Telegraphie, Die Glühlampe, Die Blindenschrift, Das Radar DER TRANSISTOR (ca. 15 min): Der Film vollzieht die Revolution in der Elektronik nach, ausgelöst 1947 durch die Erfindung des Transistors. Er zog in alle Bereiche der Technik ein und war der Ausgangspunkt für die moderne Halbleitertechnik, der Basis der modernen High-Tech-Gesellschaft. DIE TELEGRAPHIE (ca. 15 min): Morses eigentliche Erfindung war der Morse-Code. Bei dem Bau des Telegraphen griff er weitgehend auf schon vorhandene Erkenntnisse zurück. Im Film werden die Vorläufer sowie der Aufbau des modernen weltweiten Kommunikationsnetzes beschrieben. DIE GLÜHLAMPE (ca. 15 min): ...hier weiterlesen

Produktion: 2011

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Film: Spannung und Stromstärke

In diesem Film wird gezeigt, wie Spannung und Stromstärke zusammenhängen. Anhand verschiedener Versuchsaufbauten wird demonstriert, wie die einzelnen Größen miteinander in Beziehung stehen. Die Einheit Volt wird erklärt. Es wird verdeutlicht, dass man Strom nicht verbraucht, sondern dass lediglich mechanische in elektrische Energie umgewandelt wird und umgekehrt. Elektrische Energie ist an der Steckdose zu haben. In Geräten wird sie wieder in mechanische Energie umgewandelt. Die Arbeit, die damit über einen bestimmten Zeitraum verrichtet wird, heißt Leistung, die dazugehörige Einheit Watt. Energie dagegen wird in Joule gemessen, die Stromst&a...hier weiterlesen

Produktion: 2014

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Film: Halbleiter: Thyristor und Triac, Fotohalbleiter und LED

Verschiedene Formen von Halbleitern sind überall um uns herum, ohne dass wir sie wahrnehmen. Der Film stellt den Thyristor und den Triac, den Fotohalbleiter und die LED (Leuchtdiode) vor. Es werden ihr Aufbau und ihre Hauptaufgaben beschrieben. Der Thyristor hat zwei Arbeitszustände. Wird Strom weitergeleitet, spricht man davon, dass er gezündet hat. Wird der Thyristor gelöscht, stoppt die Weiterleitung.Die Triac, also die Triode für Wechselstrom, wird benutzt, um Leuchten zu dimmen. Im Film wird erklärt, wie das funktioniert. Wird der Stromfluss statt durch Spannung durch einfallendes Licht reguliert, ist von Fotodioden die Rede. Sie setzen Licht in elektris...hier weiterlesen

Produktion: 2015

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Film: Elektrischer Widerstand und Ohmsches Gesetz

Stromstärke und Spannung beeinflussen einander. Wenn die Spannung ansteigt, erhöht sich die Stärke des Stroms. Allerdings wirken auch andere Faktoren auf die Stromstärke ein. Bei einem sehr langen Kabel zum Beispiel fließt der Strom an Ende nur mehr schwach. Es kommt auch auf das Material des Leiters an: Je besser er Strom leiten kann, umso stärker fließt dieser. Der Strom fließt außerdem umso schwächer, je höher die Temperatur ist, also haben auch äußere Einflüsse Auswirkungen auf die Stromstärke. Es wird gezeigt, wie die Elektronen im Inneren eines elektrischen Leiters in der Bewegung gehemmt werden. Dies ist der elektrische Widerstand. Mit dem Ohmschen Gesetz kann man ihn berechnen: Ma...hier weiterlesen

Produktion: 2014

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Film: Elektromagnete und ihre Anwendung

Eine Spule mit einem Kern, der aus ferromagnetischem Stahl besteht, ist ein Elektromagnet. Der Kern wird Eisenkern genannt, auch wenn er nicht aus Eisen ist. Wenn Strom an den Elektromagneten angelegt wird, erzeugt er ein Magnetfeld. Es gibt viele verschiedene Bereiche, in denen Elektromagneten eingesetzt werden, etwa die Magnetresonanztherapie, Teilchenbeschleuniger oder auch Schrottplätze. Man kann Starkstromkreise mit einem Relais steuern, wenn man einen Elektromagneten hat, dessen Stromzufuhr unterbrochen werden kann. Ein Anker aus Metall, der mit dem Starkstromkreis verbunden ist, wird direkt neben dem Elektromagneten angebracht. Fließt Strom, wird der Anker durch das entstehende Mag...hier weiterlesen

Produktion: 2013

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Film: Elektromagnetische Induktion

Mechanische Energie kann durch die elektromagnetische Induktion in elektrische Energie umgewandelt werden. Anhand des Beispiels einer im elektrischen Feld aufgehängten Leiterschleife demonstriert der Film diesen Vorgang. Das entstehende Elektronenungleichgewicht ruft eine elektrische Spannung hervor. Plus- und Minuspol wechseln, wie man an der Sinuskurve bei der Messung der Spannung erkennen kann. Ein Kommutator oder Polumwandler macht eine pulsierende Gleichspannung aus dieser Wechselspannung. Generatoren erzeugen Energie aus mechanischer Drehbewegung – so funktionieren Windräder. Ein Energiesatz lautet, dass Generatoren nur so viel elektrische Energie erzeugen können, wie sie mechanisch...hier weiterlesen

Produktion: 2013

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Film: Halbleiter - Physikalische Grundlagen

Bei der elektronischen Leitfähigkeit wird wie bei der Wärmeleitfähigkeit zwischen Leitern und Nichtleitern unterschieden. Der Film erklärt, wie elektrische Spannung in einem Stoff weitergegeben wird: Stoffe, deren Atome elektrisch geladene und relativ frei bewegliche Valenzelektronen aufweisen, sind gute Leiter. Stoffe, bei denen die Elektronen fest an die Atomkerne gebunden sind, leiten keine elektrische Energie. Sie sind Isolatoren.Es gibt aber auch sogenannte Halbleiter, die in verschiedenen Zuständen die Eigenschaften von Leitern und Nichtleitern aufweisen können. Der Film führt Silicium als Beispiel an, dessen Elektronen ab einer Temperatur von etwa...hier weiterlesen

Produktion: 2014

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Film: Elektromagnete

Es besteht ein Zusammenhang zwischen Magnetismus und Elektrizität. Fließt Strom durch einen Draht, erzeugt er ein Magnetfeld, in dem ein Wirbelfeld entsteht: Die Feldlinien bilden ohne Pole geschlossene Kreise. Bei einem gebogenen Draht ist das Magnetfeld stärker als bei einem geraden, und um ein Vielfaches stärker ist es bei einem zur Spule aufgedrehten Draht. Das Magnetfeld ist anders als beim Stabmagneten auch im Inneren der Spule vorhanden. Hier verschmelzen die einzelnen Magnetfelder miteinander und bilden Pole. Legt man einen Eisenkern in die Spule und schaltet den Strom ein, kann die magnetische Kraft der Spule um das Zehntausendfache verstärkt werden. Der Eisenkern kann trotz sein...hier weiterlesen

Produktion: 2012

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Film: Elektrischer Stromkreis

Dass wir fließenden Strom zur Verfügung haben, ist für uns eine Selbstverständlichkeit. Dabei müssen bestimmten Voraussetzungen gegeben sein, damit Strom fließt. Man braucht einen Leiter, etwa Kohle oder Metall, und nicht leitende Stoffe als Isolationsmaterialien. Damit der Stromfluss unterbrochen werden kann, muss man in elektrische Leitungen Schalter einbauen, die dies ermöglichen. Positive und negative Ladungen ziehen sich gegenseitig an, während gleichpolige Ladungen einander abstoßen. Der Film demonstriert diese Eigenschaften durch Versuche mit einem Elektroskop und mit Konduktorkugeln. Sind negative und positive Ladungen gleich gro&szl...hier weiterlesen

Produktion: 2014

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Film: Kondensator

Der Kondensator ist ein passives Bauelement, das Spannungen speichern kann. Man setzt ihn in vielen elektronischen Schaltungen ein. Der Aufbau eines Kondensators wird erklärt: Zwei Elektroden werden nahe nebeneinander angebracht und getrennt durch ein sogenanntes Dielektrikum. Angeschlossen an eine Gleichstromquelle lädt sich eine der Elektroden positiv und die andere negativ auf. Nach der Entfernung der Spannungsquelle bleiben die Ladungen erhalten. Je höher beim Aufladen die Ladung im Kondensator ist, desto schwächer fließt der Strom, weil der Widerstand wächst. Schließt man Wechselstrom an, entlädt sich der Kondensator und lädt sich neu mi...hier weiterlesen

Produktion: 2014

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Film: Schaltungen und Schalter

Strom fließt in einem geschlossenen Schaltkreis. Man kann diesen Fluss mittels eines Schalters im Stromkreis unterbrechen. Die zahlreichen Formen dieser Schalter werden für verschiedene Aufgaben genutzt. Die wichtigsten Formen werden im Film vorgestellt. Anhand von Beispielen wird erklärt, wo sie überall im Alltagsleben angewendet werden. Bei einer Klingel etwa muss der Stromkreis nur kurz geschlossen werden, damit sie schellt. Lichtschalter hingegen haben mit 'ein' und 'aus' zwei stabile Zustände. Häufig handelt es sich um Kippschalter. Der Film erklärt Taster, Zeit- und Sensorschalter und gibt Beispiele dafür, wo man sie einsetzt. Die Und- und die Oder-Schaltung werden mit ihren Untersc...hier weiterlesen

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Film: Schaltungen mit Widerstand, Kondensator und Spule

Schaltet man einen Kondensator zwischen ein Radio und einen externen Lautsprecher, nimmt er Einfluss auf die Frequenz der Musik. Wie dieser Einfluss aussieht, hängt von der Kapazität des Kondensators ab. Die Frequenz des Wechselstroms beeinflusst das Widerstandsverhalten des Kondensators. Es wird erläutert, wie es sich auf die Musik auswirkt, wenn der Kondensator in der Parallel- und der Reihenschaltung eingesetzt wird. Auch der Widerstand der Spule hängt von der Frequenz des Wechselstroms ab. Wegen dieser Eigenschaft können sowohl Kondensator als auch Spule in Lautsprecherboxen als Tiefpass- und Hochpassfilter verwendet werden. Der Film erklärt, wie die Bezeichnung der entsprechenden Sch...hier weiterlesen

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Film: Spule und Induktivität

Um einen Leiter herum, durch den Strom fließt, entsteht ein Magnetfeld. Eine Spule ist ein parallel gewickelter Leiter. Führt man Gleichstrom durch eine Spule, entsteht ein starkes Magnetfeld. Im Film wird gezeigt, wie die Spannungsquelle entfernt und ein Magnet an der Spule entlang geführt wird. In der Leitung ist nun eine Spannung messbar. Hier spricht man von der elektromagnetischen Induktion: Die Lenzsche Regel besagt, dass der Induktionsstrom die Ursache seiner Entstehung zu hemmen versucht. Um dies praktisch zu erläutern, erklärt der Film zunächst den Begriff der Impedanz. Er zeigt außerdem, dass Spulen in vielen Bereichen Einsatz finden, etwa in Elektromotoren und -magneten, in Tra...hier weiterlesen

Produktion: 2014

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Film: Transformator

Ein Trafo, also ein Transformator, ist ein Umspanner. Er wird in der Elektrotechnik eingesetzt, wenn eine Spannung in eine andere umgewandelt werden muss. Um die Wirkungsweise eines Transformators zu erklären, muss zunächst der Begriff der elektromagnetischen Induktion erläutert werden. Sie ist das elektrische Feld, das entsteht, wenn man die magnetische Flussdichte ändert. Wie dies vonstattengeht, wird anhand mehrerer Aufnahmen verdeutlicht, die die elektrische Wirkung von Magnetfeldern und die Wirkung des elektrischen Stroms veranschaulichen. Im Film wird ein Versuch mit Wechselstrom und mit Gleichstrom gemacht und demonstriert, wie man eine schwache Primärspannung in eine starke Sekund...hier weiterlesen

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Film: Widerstand

Ein idealer Leiter würde in einer elektrischen Leitung ohne Verluste den Strom leiten. Allerdings gibt es immer Verluste. Der Film zeigt, dass man sie berechnen kann, wenn man die Stärke des fließenden Stroms und die Spannung misst. Der Widerstand in der Schaltung ist der Quotient. Gleichzeitig bezeichnet der Begriff auch ein Bauteil, das einen Widerstand in elektrischen Schaltungen hervorrufen kann. Sind mehrere Widerstände vorhanden, addieren sie sich. Man kann die Spannung aufteilen, wenn man mehrere Widerstände in Serie schaltet. Schaltet man sie parallel, kann man damit die Stromstärke in bestimmten Bereichen der Schaltung begrenzen. Es ist auch möglich, beide Schaltungen zu kombinie...hier weiterlesen

Produktion: 2014

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