Stell dir vor: Eine neue Gleichstrom-Erdkabeltrasse soll durch die Felder deiner Stadt gebaut werden. Zwei Kabel, 1,50 m tief, transportieren riesige Strommengen. Eine Anwohnerin macht sich Sorgen: Ist das Magnetfeld über dem Spielplatz nicht viel zu stark? Und was ist mit ihrem Kompass beim Wandern? Der Netzbetreiber beruhigt: In 1 m Höhe sei das Feld schwächer als das Erdmagnetfeld. Wer hat recht? Mit diesem Material tauchst du tief in die Physik ein, um genau diese Frage zu klären!

Dieses Material bietet dir und deinen Schüler*innen eine spannende Möglichkeit, sich mit einem aktuellen und kontroversen Thema auseinanderzusetzen. Es hilft euch dabei, die physikalischen Grundlagen zu verstehen und fundierte Argumente zu entwickeln. Hier sind die Kernpunkte, die du erwarten kannst:

• Ein Problem aus dem Alltag: Deine Schüler*innen starten mit einer realitätsnahen Problemstellung. Eine geplante Gleichstrom-Erdkabeltrasse sorgt für Diskussionen. Ist das Magnetfeld wirklich so stark, dass es den Kompass ablenkt oder sogar gefährlich ist?
• Grundlagen auffrischen und anwenden: Du wiederholst mit deinen Lernenden wichtige Konzepte wie das Magnetfeld eines geraden Leiters, die Rechte-Faust-Regel und das Superpositionsprinzip.
• Messwerte analysieren und interpretieren: Anhand eines Messprotokolls untersuchen deine Schüler*innen, wie die magnetische Flussdichte vom Abstand abhängt. Sie lernen, daraus die Stromstärke zu bestimmen und Messunsicherheiten zu berücksichtigen.
• Feldlinienbilder skizzieren: Deine Schüler*innen üben, Feldlinienbilder für gegensinnig durchflossene Leiter zu zeichnen und das Erdmagnetfeld dabei zu berücksichtigen.
• Physikalische Argumentation entwickeln: Am Ende können deine Schüler*innen fundierte Aussagen über das Magnetfeld einer Kabeltrasse treffen und die Argumente von Anwohner*innen und Netzbetreiber*innen physikalisch beurteilen.
• Zusatzaufgaben für schnelle Lernende: Für alle, die schneller sind, gibt es eine spannende Zusatzaufgabe zur Leistungsstärke und Wärmeentwicklung der Kabel.

Nachdem deine Schüler*innen mit diesem Material gearbeitet haben, können sie Folgendes:

• Die magnetische Flussdichte zweier gegensinnig durchflossener Leiter mit dem Superpositionsprinzip bestimmen.
• Das Feldlinienbild solcher Leiter skizzieren und das Erdmagnetfeld dabei berücksichtigen.
• Aus Messwerten das Abstandsgesetz eines Feldes ermitteln und die Stromstärke berechnen.
• Aussagen über das Magnetfeld an einer Kabeltrasse physikalisch begründet beurteilen.
• Die Eignung physikalischer Modelle und Theorien zur Problemlösung bewerten.
• Argumente zu technischen und sicherheitsrelevanten Fragen in Alltagssituationen kritisch prüfen.