Physik verstehen 4, Schulbuch

44 3  Arbeitsheft-Seite 23 44.1 Elektromotor eines Mixers 1. Wie kommt es zu einer dauernden Drehbewegung einer Spule? Die Spule dreht sich doch! (Abb. 44.2) Baue das Motor-Modell nach den Angaben in Abb. 44.2. Forme die Spule, indem du den Draht über eine Zündholzschachtel wickelst. Halte den Dauermagneten nahe an die Spule und schließe dann den Stromkreis der Spule. Überlege, wann während der Drehung der Spule Strom fließt und wie es zu einer länger dauernden Bewegung der Spule kommt. Bei dem Motormodell in V1 ist ein Achsenstück der Spule ganz blank (ohne Isolierung), während am zweiten Achsenstück nur die Hälfte des Drahtes blank ist. Dadurch kann bei einer halben Umdrehung der Spule Strom fließen, bei der zweiten halben Umdrehung nicht. So bildet die Spule kurz ein Magnetfeld, gleich darauf keines. Es entsteht eine Wechselwirkung zwischen dem Magnetfeld der Spule und dem Magnetfeld des Dauermagneten. Die Spule dreht sich. Die Kraft, die auf bewegte Ladungen (zB Elektronen) in einem Magnetfeld wirkt, nennen wir Lorentzkraft (nach Hendrik A. Lorentz , 1853–1928). 2. Welche besonders wichtigen Teile hat ein Gleichstrom- Elektromotor? Wie kann sich der Magnet drehen? (Abb. 44.3) Baue das Modell laut Abb. 44.3 auf. Die Spule mit Eisenkern hat 800 Windungen. Der Magnet ist drehbar gelagert. Schalte den Elektromagneten abwechselnd so ein und aus, dass sich der Stabmagnet dauernd dreht. Wenn du den Stromkreis bei V2 kurzzeitig schließt, entsteht rund um den Elektromagneten ein magnetisches Feld. Der Stabmagnet wird davon angezogen bzw. abgestoßen. Wenn du im richtigen Rhythmus ein- und ausschaltest, ergibt sich durch wechselnde Anziehung und Abstoßung eine Drehung des Dauermagneten. M Ein einfacher Motor für Gleichstrom besteht aus: a) dem Feldmagneten (Dauer- oder Elektromagnet) b) dem Anker (drehbarer Elektromagnet) c) den Bürsten (Metallstreifen oder Grafitstifte zur Stromzuführung) d) dem Kommutator (= Polwender, ein Ring mit Kontaktstreifen) V1 V2 Der Elektromotor 44.3 Wie kann sich der Magnet drehen? 44.4 Gleichstrom-Elektromotor-Modell 44.5 Elektromotor der Pumpe eines Geschirrspülers 44.6 Der Elektromotor eines Lüfters 44.2 Die Spule dreht sich doch! obere Hälfte: lackisoliert untere Hälfte: blank S N lackisolierter Draht, 0,5mm Ø , 10 Windungen rundum blank Messingstreifen zB Styropor ca. 5 cm Arbeitsblätter fy45zm Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv