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2026-07-14T06:26:29Z

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{{BR}}
= Die Spule als Elektromagnet =

'''Fach:''' [[Physik]] · '''Klasse:''' 9 · '''Thema:''' [[Elektromagnetismus]]

{{BR}}
= Einleitung =

Eine [[Spule (Elektrotechnik)|Spule]] ist ein aufgewickelter Draht. Fließt [[Elektrischer Strom|Strom]] durch den Draht, entsteht ein [[Magnetfeld]]. Die Spule wirkt dann wie ein Magnet mit [[Nordpol]] und [[Südpol]].

[[Datei:Electromagnet.gif|500px|rahmenlos|center]]

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=8xXb4hK2_rw |500|center}}

{{BR}}
== Lernziele ==

Nach diesem aiMOOC kannst Du erklären, wie eine Spule zum [[Elektromagnet|Elektromagneten]] wird. Du kennst wichtige Möglichkeiten, das Magnetfeld zu verstärken. Du kannst einfache Anwendungen und Sicherheitsregeln nennen.

{{BR}}
= Lernbereiche =

# [[Elektrizitätslehre]]: Stromkreis, Stromstärke und elektrische Energie
# [[Magnetismus]]: Magnetfeld, Pole und magnetische Wirkung
# [[Elektromagnetismus]]: Zusammenhang zwischen elektrischem Strom und Magnetfeld
# [[Technik]]: Anwendungen von Elektromagneten in Geräten und Maschinen

{{BR}}
= Aufbau und Wirkung =

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== Die Spule ==

Ein langer Draht wird in vielen Runden aufgewickelt. Jede Runde heißt [[Windung]]. Viele Windungen bilden eine Spule.

[[Datei:Laborspule.jpg|350px|rahmenlos|center]]

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== Strom erzeugt ein Magnetfeld ==

Fließt Strom durch die Spule, entsteht ein Magnetfeld. Es ähnelt dem Feld eines [[Stabmagnet|Stabmagneten]]. Im Inneren der Spule ist das Feld besonders stark.

[[Datei:Magnetic field produced by an electric current in a solenoid.png|450px|rahmenlos|center]]

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=nKyfVeSdJP0 |500|center}}

{{BR}}
== Der Eisenkern ==

Ein [[Eisenkern]] in der Spule verstärkt das Magnetfeld deutlich. Ein Eisennagel kann deshalb zum Elektromagneten werden.

[[Datei:Iron nail as an electromagnet.gif|350px|rahmenlos|center]]

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=Oyh_9yibfv0 |500|center}}

{{BR}}
== So wird der Elektromagnet stärker ==

{| class="wikitable"
! Veränderung
! Wirkung
|-
| Mehr [[Windung|Windungen]]
| Das Magnetfeld wird stärker.
|-
| Größere [[Stromstärke]]
| Das Magnetfeld wird stärker.
|-
| Ein [[Eisenkern]]
| Das Magnetfeld wird deutlich stärker.
|}

{{BR}}
== Die Pole der Spule ==

Die Spule besitzt einen Nordpol und einen Südpol. Wird die [[Stromrichtung]] umgekehrt, tauschen die Pole ihre Seiten.

[[Datei:Coil right-hand rule.svg|450px|rahmenlos|center]]

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= Experiment: Elektromagnet bauen =

'''Material:''' isolierter Kupferdraht, Eisennagel, Batterie, Schalter und Büroklammern.

# [[Spule wickeln]]: Wickle den Draht mehrfach um den Nagel.
# [[Stromkreis schließen]]: Verbinde die Drahtenden nur kurz mit der Batterie.
# [[Magnetwirkung prüfen]]: Halte den Nagel an Büroklammern.
# [[Stromkreis öffnen]]: Trenne die Batterie wieder.
# [[Beobachtung]]: Ohne Strom lässt die magnetische Wirkung fast vollständig nach.

'''Sicherheit:''' Verwende nur eine kleine Batterie oder ein Schulnetzgerät. Nutze niemals eine Steckdose. Der Draht kann warm werden. Trenne den Strom nach kurzer Zeit.

[[Datei:Elektromagnet-2.png|450px|rahmenlos|center]]

{{BR}}
= Anwendungen =

Elektromagnete lassen sich ein- und ausschalten. Deshalb werden sie zum Beispiel in [[Relais]], [[Elektrische Klingel|Klingeln]], [[Lautsprecher|Lautsprechern]], [[Elektromotor|Elektromotoren]] und Schrottkränen genutzt.

[[Datei:Industrial lifting magnet.jpg|350px|rahmenlos|center]]

[[Datei:Siedle Doorbell-9742.jpg|350px|rahmenlos|center]]

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=SoEkOD5D-Lo |500|center}}

{{BR}}
= Interaktive Aufgaben =

{{BR}}
== Quiz: Teste Dein Wissen ==

{{MC}}

'''Was ist eine Spule?'''
(Ein aufgewickelter Draht)
(!Ein Stück Holz)
(!Eine einzelne Batterie)
(!Ein Kunststoffmagnet)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was entsteht, wenn Strom durch eine Spule fließt?'''
(Ein Magnetfeld)
(!Ein Vakuum)
(!Ein Lichtstrahl)
(!Ein Schallfeld)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Aufgabe hat ein Eisenkern in der Spule?'''
(Er verstärkt das Magnetfeld)
(!Er unterbricht den Strom)
(!Er kühlt die Batterie)
(!Er entfernt alle Windungen)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Wie kann das Magnetfeld einer Spule verstärkt werden?'''
(Durch mehr Windungen)
(!Durch weniger Draht)
(!Durch einen Holzstab)
(!Durch das Öffnen des Stromkreises)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was geschieht beim Umkehren der Stromrichtung?'''
(Nordpol und Südpol tauschen)
(!Die Spule verschwindet)
(!Der Draht wird kürzer)
(!Die Batterie wird zum Magneten)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was geschieht meist nach dem Ausschalten des Stroms?'''
(Die magnetische Wirkung lässt nach)
(!Die Spule leuchtet dauerhaft)
(!Der Eisenkern wird größer)
(!Die Pole drehen sich weiter)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welcher Stoff eignet sich gut als Kern eines einfachen Elektromagneten?'''
(Eisen)
(!Glas)
(!Papier)
(!Holz)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Wo wird ein Elektromagnet verwendet?'''
(In einem Schrottkran)
(!In einem Lineal)
(!In einem Radiergummi)
(!In einem Trinkglas)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Warum kann man einen Elektromagneten gut steuern?'''
(Man kann den Strom ein- und ausschalten)
(!Er benötigt keinen Strom)
(!Er besteht nur aus Kunststoff)
(!Er besitzt keine Pole)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Stromquelle ist für einen Schulversuch geeignet?'''
(Eine kleine Batterie)
(!Eine offene Steckdose)
(!Eine Hochspannungsleitung)
(!Ein Blitzableiter)

{{E}}
<br>

{{BR}}
== Memory ==

<div class="memo-quiz">
{|
|-
| Spule || Aufgewickelter Draht
|-
| Stromfluss || Erzeugt ein Magnetfeld
|-
| Eisenkern || Verstärkt die magnetische Wirkung
|-
| Windungszahl || Anzahl der Drahtwicklungen
|-
| Polwechsel || Folge einer umgekehrten Stromrichtung
|-
| Schrottkran || Anwendung eines Elektromagneten
|}
{{E}}
<br>

{{BR}}
== Drag and Drop ==

<div class="lueckentext-quiz">

{| class="wikitable"
! Ordne die richtigen Begriffe zu.
! Aufgabe
|-
| '''Stromquelle'''
| Liefert elektrische Energie
|-
| '''Spule'''
| Erzeugt das Magnetfeld
|-
| '''Eisenkern'''
| Verstärkt das Magnetfeld
|-
| '''Schalter'''
| Öffnet und schließt den Stromkreis
|-
| '''Büroklammer'''
| Wird vom Elektromagneten angezogen
|}
{{E}}

<br>
<br />

{{BR}}
== Kreuzworträtsel ==

<div class="kreuzwort-quiz">
{|
|-
| Spule || Wie heißt ein aufgewickelter Draht?
|-
| Eisenkern || Welcher Kern verstärkt das Magnetfeld?
|-
| Magnetfeld || Wie heißt der Raum der magnetischen Wirkung?
|-
| Windungen || Wie heißen die einzelnen Drahtschleifen einer Spule?
|-
| Nordpol || Wie heißt einer der beiden Pole einer Spule?
|-
| Klingel || Welches Gerät kann mit einem Elektromagneten einen Ton erzeugen?
|}
{{E}}
<br>

{{BR}}
== LearningApps ==

<iframe> https://learningapps.org/index.php?s=Die+Spule+als+Elektromagnet </iframe>

{{BR}}
== Lückentext ==

<quiz display=simple>
{'''Vervollständige den Text.'''<br>
|type="{}"}
Ein aufgewickelter Draht heißt { Spule }. Fließt Strom, entsteht ein { Magnetfeld }. Ein Kern aus { Eisen } verstärkt die Wirkung. Mehr { Windungen } machen den Elektromagneten stärker. Wird die Stromrichtung umgekehrt, tauschen die beiden { Pole } ihre Seiten. Nach dem Ausschalten des Stroms lässt die magnetische Wirkung meist wieder { nach }.
</quiz>

<br>

{{BR}}
= Offene Aufgaben =

{{BR}}
=== Leicht ===

# [[Spule beschriften]]: Zeichne eine Spule mit Batterie, Schalter und Eisenkern. Beschrifte alle Teile.
# [[Video beobachten]]: Sieh Dir ein Video im Kurs an und notiere drei Beobachtungen.
# [[Anwendungen suchen]]: Finde zu Hause oder in der Schule zwei Geräte, in denen Elektromagnete vorkommen könnten.
# [[Begriffskarten]]: Gestalte Karten zu Spule, Windung, Magnetfeld und Eisenkern.

{{BR}}
=== Standard ===

# [[Elektromagnet bauen]]: Baue unter Aufsicht einen Elektromagneten aus Draht, Nagel und Batterie.
# [[Windungszahl untersuchen]]: Vergleiche, wie viele Büroklammern bei wenigen und bei vielen Windungen angezogen werden.
# [[Erklärvideo planen]]: Erstelle ein kurzes Drehbuch zur Frage, warum eine Spule magnetisch wird.
# [[Alltagsgerät erklären]]: Erkläre mit einer Skizze die Rolle des Elektromagneten in einer Klingel oder einem Relais.

{{BR}}
=== Schwer ===

# [[Versuchsreihe planen]]: Untersuche systematisch den Einfluss der Windungszahl auf die Magnetwirkung.
# [[Magnete vergleichen]]: Vergleiche Elektromagnet und Dauermagnet nach Steuerbarkeit, Energiebedarf und Einsatz.
# [[Fehleranalyse]]: Entwickle Gründe dafür, warum ein selbst gebauter Elektromagnet nur schwach wirkt.
# [[Technik bewerten]]: Beurteile den Einsatz eines Elektromagneten in einem Schrottkran unter den Aspekten Sicherheit und Energie.

{{:Offene Aufgabe - MOOC erstellen}}

{{BR}}
= Lernkontrolle =

# [[Vergleich zweier Spulen]]: Spule A hat mehr Windungen als Spule B. Beide führen denselben Strom. Begründe, welche Spule stärker wirkt.
# [[Schrottkran erklären]]: Erkläre, warum das Metall beim Ausschalten des Stroms vom Kran fällt.
# [[Schwachen Elektromagneten verbessern]]: Schlage drei begründete Änderungen vor, ohne eine gefährliche Spannung zu verwenden.
# [[Polwechsel vorhersagen]]: Erkläre, was beim Vertauschen der Batterieanschlüsse mit Nordpol und Südpol geschieht.
# [[Sicher experimentieren]]: Entwickle einen kurzen Sicherheitsplan für einen Versuch mit Batterie, Draht und Eisennagel.

<br>
<br>

{{BR}}
= Lernnachweis =

Für Deinen Lernnachweis solltest Du die Wirkung einer stromdurchflossenen Spule erklären, den Nutzen eines Eisenkerns beschreiben, Veränderungen der Magnetstärke begründen, eine Anwendung erläutern und einen sicheren Versuch dokumentieren.

<br>
<br>

{{BR}}
= OERs zum Thema =

<iframe> https://de.m.wikipedia.org/wiki/Elektromagnet </iframe>

<br>

{{BR}}
= Links =

{| align=center
{{:D-Tab}}
'''[[Die Spule als Elektromagnet]]'''
# [[Spule (Elektrotechnik)|Spule]]
# [[Elektrischer Strom]]
# [[Magnetfeld]]
# [[Elektromagnet]]
# [[Eisenkern]]
# [[Stromstärke]]
# [[Relais]]
# [[Elektrische Klingel]]
# [[Elektromotor]]
|}

[[Kategorie:Physik]]
[[Kategorie:Elektromagnetismus]]
[[Kategorie:Magnetismus]]
[[Kategorie:Elektrizitätslehre]]
[[Kategorie:Klasse 9]]

{{BR}}
= aiMOOC-Projekte =
[[Kategorie:AI_MOOC]] [[Kategorie:GPT aiMOOC]]
{{MT}}

Die Spule als Elektromagnet - Versionsgeschichte

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