Allgemein

Weitere interaktive Animationen zu verschiedenen Themen der Physik und Technik: Fourier-Synthese, PID-Regler, Himmelskörpersimulation, Impulserhaltung und mehr.

Mechanische Arbeit

Die Animation macht die mechanische Arbeit \( W = F \cdot s \) am Beispiel eines fahrenden Autos anschaulich. Im Arbeitsdiagramm erscheint die verrichtete Arbeit als Fläche unter der Kraft-Weg-Kurve. Links Beschreibung der Animation Mit dem Gaspedal beschleunigen Sie das Auto. Die Pfeile am Fahrzeug zeigen die wirkenden Kräfte: die Antriebskraft (blau, nach vorne), die… Read More: Mechanische Arbeit »

Holländische Windmühle

Das folgende interaktive 3D-Modell zeigt eine historische Bockwindmühle holländischer Bauart mit ihren wesentlichen konstruktiven Elementen. Durch Anklicken der farbig hervorgehobenen Objekte werden Informationen zur jeweiligen Komponente eingeblendet. Links Beschreibung Das 3D-Modell stellt eine traditionelle Windmühle dar, wie sie über Jahrhunderte zum Mahlen von Getreide eingesetzt wurde. Zu sehen sind die äußeren Bauteile (Flügel, Kappe, Steert)… Read More: Holländische Windmühle »

PID-Regler

Die folgende Animation veranschaulicht die Funktionsweise eines PID-Reglers am Beispiel einer Wasserstand-Regelung. Regelverhalten, Stellgröße und Störgrößeneinfluss werden in Echtzeit visualisiert. Links Beschreibung der Animation Die Animation zeigt einen Wassertank als Regelstrecke mit Zufluss (Stellgröße) und Abfluss (Störgröße). Ein PID-Regler vergleicht den aktuellen Füllstand (Istwert) mit dem gewünschten Füllstand (Sollwert) und steuert den Zufluss entsprechend. Der… Read More: PID-Regler »

Transistorkennlinienfeld

Die folgende Animation veranschaulicht das Kennlinienfeld eines Bipolartransistors (BJT) in einer Emitterschaltung. Eingangs-, Ausgangs-, Übertragungs- und Stromsteuerkennlinie werden im Vierquadranten-Kennlinienfeld gemeinsam dargestellt und interaktiv verknüpft. Links Beschreibung der Animation Die Animation zeigt links eine einfache Transistorschaltung (Emitterschaltung) mit einem Arbeitswiderstand RA im Kollektorzweig und der Betriebsspannung Uges. Rechts daneben ist das vollständige Vierquadranten-Kennlinienfeld dargestellt, in… Read More: Transistorkennlinienfeld »

Funktionsprinzip eines Spannungsteilers

Die folgende Animation stellt das Funktionsprinzip eines Spannungsteilers dar. Spannungsteiler haben für die elektrische Signalverarbeitung eine zentrale Bedeutung. Beschreibung Ein Spannungsteiler ist eine Reihenschaltung, die eine Eingangsspannung in zwei kleinere Ausgangsspannungen aufteilt. Die Größe der Ausgangsspannungen hängt vom Verhältnis der Widerstandswerte ab. Eine größere Spannung wird über den Widerstand abfallen, der einen höheren Widerstandswert hat.… Read More: Funktionsprinzip eines Spannungsteilers »

HD-Animation: Funktionsweise eines Konfokalmikroskops

Die Animation veranschaulicht die Funktionsweise eines Konfokalmikroskops. Gezeigt wird der Querschnitt durch den idealisierten Aufbau. Eine monochromatische Lichtquelle strahlt die Oberfläche an. Die Lichtstrahlen gelangen auf jeden Punkt. Aus der Intensität der reflektierten Strahlen lässt sich die Entfernung der angestrahlten Punkte bestimmen. Hinweis zur Benutzung Fenster lassen sich per Klick vergrößern oder verkleinern. Für den… Read More: HD-Animation: Funktionsweise eines Konfokalmikroskops »

Prinzip eines PID-Controllers am Beispiel einer Schiffsnavigation

Die Animation zeigt das Funktionsprinzip eines PID-Reglers. Ein Schiff wird in der Draufsicht dargestellt und lässt sich manuell über die Pfeiltasten steuern. Alternativ kann ein PID-Regler den Kurs anpassen. PID-Regler und die einfacheren P- bzw. PI-Regler gibt es in fast jedem Haushalt. Typische Beispiele sind die Zentralheizung, der Kühlschrank, der Backofen oder die Prozessorkühlung in… Read More: Prinzip eines PID-Controllers am Beispiel einer Schiffsnavigation »

Diffusion und Drift (Analogiemodell zur Solartechnik)

Die Simulation veranschaulicht, wie sich Diffusion und Drift auf die räumliche Verteilung von Ladungsträgern auswirken – zwei Prozesse, die für das Verständnis von Solarzellen grundlegend sind. Links Beschreibung der Animation In einem beleuchteten Halbleitermaterial entstehen freie Ladungsträger: Elektronen und Löcher. Beide bewegen sich zunächst zufällig durch das Material (Diffusion). Löcher entstehen, wenn Elektronen ihren Gitterplatz… Read More: Diffusion und Drift (Analogiemodell zur Solartechnik) »

Thermodynamik eines Viertakt-Ottomotors

Die folgende Animation zeigt einen Einzylinder-Viertaktmotor im Schnitt. Kurbeltrieb und Ventiltrieb bewegen sich passend zum Kurbelwinkel, der Ladungswechsel und die Verbrennung werden farbig dargestellt und ein mitlaufendes pV-Diagramm verknüpft jede Kurbelstellung mit dem thermodynamischen Kreisprozess. Drehzahl und Kurbelwinkel lassen sich in Echtzeit verändern. Links Beschreibung der Animation Die Animation zeigt einen Einzylinder-Viertaktmotor mit hängenden Ventilen… Read More: Thermodynamik eines Viertakt-Ottomotors »

Leitungsvorgänge in Halbleitern

Die drei Videos zeigen anhand des Bändermodells, wie sich Ladungen in Halbleitern bewegen. Das erste Video zeigt undotiertes Halbleitermaterial. Man sieht oben das Leitungsband und unten das Valenzband. Ein einzelnes Elektron wird angeregt und bewegt sich ins Leitungsband. Aufgrund eines außen angelegten elektrischen Feldes bewegt sich das Elektron in Richtung des Pluspols. Die Stelle, an… Read More: Leitungsvorgänge in Halbleitern »