Elektromotor und Generator 4 37 Wie entsteht durch einen Elektromagneten Bewegung? Strömen Elektronen durch den Leiter in V2, bildet sich um ihn herum ein Magnetfeld. Auch der Hufeisenmagnet besitzt ein Magnetfeld. Die beiden Magnetfelder beeinflussen einander und bewirken eine Bewegung. Nach diesem Prinzip funktioniert ein Elektromotor. Wie funktioniert ein Elektromotor? Auch du verwendest im Alltag Elektrogeräte, in denen sich etwas bewegt. Welche sind das? Beschreibe die Bewegung. Was würde sich für dich ändern, wenn du diese Geräte nicht verwenden könntest? Viele Elektrogeräte besitzen einen Elektromotor, der eine Drehbewegung verursacht (B2). Wie im Versuch V1 besteht ein Elektromotor aus einem feststehenden Dauermagneten und einem beweglichen Elektromagneten. Der Elektromagnet ist aber kein einfacher Leiter, sondern eine Spule mit Eisenkern. Schließt man an die Spule eine Spannungsquelle an, bewirkt der elektrische Druckunterschied in der Spule eine Elektronenströmung. Die Elektronenströmung bewirkt ein Magnetfeld. So wird die Spule mit Eisenkern zu einem Elektromagneten. Durch Anziehung und Abstoßung der Magnetpole beginnt sich die Spule zu drehen (B3). Treffen die ungleichnamigen Pole des Elektro- und Dauermagneten aneinander, endet die Drehbewegung. Damit sich die Spule dauerhaft dreht, wird der Polwender benötigt (B4). Er ändert im Moment der stärksten Anziehung zwischen Dauer- und Elektromagnet die Richtung der Elektronenströmung durch die Spule. Somit ändern sich auch die Magnetpole des Elektromagneten. Durch die Abstoßung gleichnamiger Pole dreht sich der Elektromagnet eine halbe Umdrehung weiter. Jetzt ändert der Polwender wieder die Stromrichtung. Das geht immer so weiter: Eine Drehbewegung entsteht. Welche Bedeutung haben Elektromotoren für unser Leben? Wie erleichtern sie unseren Alltag? Recherchiert und besprecht eure Ergebnisse in der Gruppe. Wie verhält sich ein von Elektronen durchströmter Leiter in einem festen äußeren Magnetfeld? Nimm einen Hufeisenmagnet und hänge zwischen den beiden Polen einen elektrischen Leiter (siehe Bild). Beobachte, wie sich der Leiter verhält, wenn du ihn kurz an eine 4,5V-Batterie anschließt. Was kannst du beobachten, wenn du die Stromrichtung änderst? Erkläre deine Beobachtung mithilfe der Informationen von der vorigen Seite. V2 Der bewegte Leiter B Materialien Hufeisenmagnet Kabel mit Krokoklemmen Leiter (zB Kupferdraht) Batterie (4,5 Volt) Halterung aus einer Holzleiste mit 2 Nägeln ï Der Elektromotor besteht aus einem Dauermagneten, einem Elektromagneten und einem Polwender. ï S S N N + – Dauermagnet Elektromagnet Polwender B4 Der Polwender ändert die Richtung des Magnetfeldes. Gleichnamige Magnetpole stoßen sich ab. S S N N + – Dauermagnet Elektromagnet Polwender B3 Durch Anziehung der ungleichnamigen Magnetpole beginnt sich der bewegliche Elektromagnet zu drehen. B2 Im Inneren einer Bohrmaschine befindet sich ein Elektromotor. Elektromotor Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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