79 Ohne Energie geht nichts Wie funktionieren Gleichstrom-Elektromotoren? Bewegst du einen Magneten an der Magnetnadel eines Kompasses vorbei, so kannst du sie in eine Drehbewegung versetzen. Probiere das auch mit einem Elektromagneten ( Seite 65). Die drehende Kompassnadel (Abb. 79.1) Verwende eine Spule (zB 600 Windungen) mit Eisenkern als Elektromagnet. Schließe sie in einen Stromkreis mit Tastschalter (6 bis 12V). Stelle eine drehbare Magnetnadel (Kompass) in die Nähe des Elektromagneten. Kannst du damit die Magnetnadel in schnelle Drehung versetzen? Beschreibe die Schwierigkeiten dabei. Beim Schließen des Stromkreises wird die Spule mit Eisenkern ein Elektromagnet. Dieser zieht einen Pol der Magnetnadel an. Die Magnetnadel fängt an sich zu drehen. Unterbrichst du den Stromkreis, dreht sie sich durch ihren Schwung weiter. Elektromotoren besitzen einen sogenannten Polwender, der den Stromkreis von selbst kurz unterbricht. So wird die Stromrichtung im Elektromagneten und damit seine Magnetpole umgedreht. Bei einem Elektromotor dreht sich meist der Elektromagnet im Magnetfeld eines Dauermagneten. Bei einem Experimentier-Gleichstrom-Elektromotor kannst du den Aufbau gut beobachten (Abb. 79.2). Abb. 79.5 zeigt dir, wie sich ein Elektromotor dreht. Besprich die Funktionsweise mit deiner Sitznachbarin oder deinem Sitznachbarn. Schreibe anschließend eine Erklärung der Abbildung in dein Physikheft. Elektromotoren sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Sie betreiben zB Bohrmaschinen, Mixer und Waschmaschinen. Da sie elektrische Energie direkt in Bewegungsenergie umwandeln, sind sie in Elektroautos eine gute Alternative zu Autos mit Verbrennungsmotoren. In E-Bikes (Abb. 79.3) und E-Scootern (Abb. 79.4) unterstützen sie die Mobilität im Straßenverkehr. E-Scooter bereiten in größeren Städten oft Probleme (Abb. 79.4). Welche Maßnahmen zur sicheren Verwendung von E-Scootern im Straßenverkehr würdet ihr vorschlagen? Welche Regelungen sollten große Städte treffen? Diskutiert diese Fragen in Gruppen. Recherchiere die Bedeutung von Elektromotoren für unser tägliches Leben. Wo werden sie verwendet, was wurde durch sie ermöglicht? Besprich die Ergebnisse mit deiner Sitznachbarin oder deinem Sitznachbarn. V3 6–12 V U Tastschalter drehbare Magnetnadel 600 79.1 Die drehende Kompassnadel A3 79.2 Ein Experimentier-Gleichstrom- Elektromotor Infobox: Gleichstrom: Elektronen fließen vom Minuspol zum Pluspol. Wechselstrom: Elektronen schwingen hin und her. A4 Der drehende Rotor enthält den Elektromagneten. Der unbewegliche Stator enthält den Dauermagneten, der den Elektromagneten anzieht und abstößt. Der Polwender ändert die Magnetpole des Elektromagneten und sorgt dadurch für eine regelmäßige Drehbewegung. M A5 A6 79.3 Elektrofahrrad (E-Bike) mit Elektromotor am Hinterrad 79.4 Leih-E-Scooter in der Stadt Abstoßung Anziehung Abstoßung Anziehung Dauermagnet Polwender Stromzufuhr Elektromagnet 1. Elektromagnet dreht sich durch Anziehung des Dauermagneten 2. Polwender unterbricht Stromzufuhr, Elektromagnet dreht sich durch Schwung 3. Polwender ändert Stromrichtung und damit Pole des Elektromagneten, Elektromagnet dreht sich durch Abstoßung 79.5 Diese Bildfolge zeigt dir, wie sich ein Elektromotor dreht. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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