88 17.4 Good Vibrations Elektromotoren (E-Motoren) Du bist im Alltag von Elektromotoren umzingelt. Wir sehen uns hier Arbeitsweise und Anwendungen an. Lies in Kap. 17.1 (S. 82) nach, wie man mit Strom Bewegung erzeugen kann. Beschreibe den Vorgang einer Mitschülerin oder einem Mitschüler. Ein Elektromotor funktioniert genau umgekehrt als ein Generator. Begründe, wieso das so ist. Schau dir dazu A5 auf S. 84 an. In B 17.25 siehst du zwei Elektromotoren im Modellversuch. Wofür sind sie geeignet? Was sind die Ähnlichkeiten, was der große Unterschied? Vergleiche. B 17.25 Zwei Typen von E-Motoren Zähle möglichst viele Geräte auf, in denen Elektromotoren verwendet werden. Auch in Smartphones befindet sich einer (B 17.26)! Wofür? Und wo spielen E-Motoren außerhalb der Wohnung eine Rolle? Beschreibe welche Informationen du aus der Grafik unten herauslesen kannst. B 17.27 Versuche, diese Grafik zu interpretieren! A 13 A 14 A 15 a b N N S S N(S) S(N) (S) S N (N) B 17.26 Wozu gibt es einen Motor im Smartphone? A 16 A 17 Alle Elektromotoren (kurz E-Motoren) funktionieren nach dem Grundsatz, dass sich ein stromdurchflossener Leiter in einem Magnetfeld zu bewegen beginnt ( A13 ). Damit man nicht nur ein einmaliges Zucken bekommt, sondern eine fortlaufende Bewegung, muss man in die Trickkiste greifen. Wir sehen uns den Kniff bei einem Gleichstrommotor an (B 17.25 a; A15 ). B 17.28 Wie der Gleichstrommotor in B 27.25 a im Detail zeigt: Der Rotor rotiert, der Stator bewegt sich nicht. Der rotierende Elektromagnet (Rotor) ist zunächst so gepolt, dass er vom Dauermagneten (Stator) angezogen wird (a). Wenn er genau senkrecht steht (b), fließt kein Strom durch ihn. Warum? Der Schleifring, den man auch Polwender nennt, ist zweigeteilt und dazwischen isoliert. Durch den Schwung bewegt sich der Rotor trotzdem munter weiter, wird umgepolt (c) und somit vom Stator abgestoßen. Nach einer halben Drehung wiederholt sich das Spielchen. Durch Umpolung des Rotors wird eine dauerhafte Rotation erzeugt. B 17.29 Ein Trommelanker aus einer Bohrmaschine (siehe auch B 17.31): Durch die vielen Unterteilungen läuft er butterweich. Den Rotor in B 17.28 nennt man Doppelt-T-Anker, weil er aus zwei „Ts“ zusammengesetzt ist. Er hat zwei sogenannte Totpunkte, nämlich dann, wenn er wie bei b exakt senkrecht steht. In diesem Moment wird er nicht aktiv angetrieben. Das macht den Lauf des Motors etwas unrund. In der Praxis verwendet man daher sogenannte Trommelanker (B 17.29), bei denen sowohl der Elektromagnet als auch der Polwender nicht nur aus zwei, sondern aus vielen Unterteilungen bestehen. Dadurch erfolgt die Umpolung viel öfter und solche Motoren laufen butterweich. Stator Rotor a Anziehung b Trägheit c Abstoßung S S S N N N S S N N + - - - + + Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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