Gleichstrommotor

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Gleichstrommotor zum selber BauenIn nur wenigen Schritten kann man mit diesem Bausatz einen kleinen Gleichstrommotor aufbauen und dessen Funktionsprinzip erleben, denn ist der Motor fertig zusammengebaut, beginnt sich die Spule zu drehen.
MA02305_Motor_zusammen_kleinDer Motor wird montiert, indem man den Kupferdraht um die Batterie wickelt, sodass eine Spule entsteht (s. Foto rechts). Danach legt man den mitgelieferten Magneten auf die Plastikhalterung. In das Gehäuse kommt eine Batterie. Schließt man die Batterie mit dem Kupferdraht kurz, so fließen hohe Ströme durch die Drahtspule über dem Magneten.

Auch bewegte Ladungen wie Elektronen erzeugen jedoch ein Magnetfeld. Dieses ist in der zweiten Grafik dargestellt. Entsprechend kommt es zur Wechselwirkung zwischen dem Magnetfeld des Permanentmagneten und dem Magnetfeld der Elektronen. Grafik zum Physik Experiment GleichstrommotorIn der Grafik ist auch zu sehen, was für Kräfte dadurch auf die Kupferdrahtspule wirken: Fließt der Strom im Uhrzeigersinn, so wirkt auf den oberen Halbkreis eine Kraft nach hinten und auf den unteren Halbkreis eine Kraft nach vorne.
So ist auch zu verstehen, warum man den Lack nur auf einer Seite des Drahtes entfernen darf: Würde man den Lack auf beiden Seiten entfernen und sich die Spule um 180 Grad drehen, so flösse der Strom entgegen dem Uhrzeigersinn. Je nach Stromrichtung würde die Kraft dann einmal in die eine und einmal in die andere Richtung weisen und sich in ihrer Wirkung aufheben – die Spule käme schnell zum Stillstand.

Um dies zu vermeiden, wird die Lackschicht nur auf einer Seite des Drahtes entfernt. In Gleichstrommotoren in Elektrogeräten und -fahrzeugen kommen üblicherweise Kommutatoren oder Stromwender zum Einsatz, damit der Strom nur in eine Richtung fließt.

Die Kraft auf bewegte Ladung im Magnetfeld wird „Lorentzkraft“ genannt. Um ihre Richtung zu ermitteln, wird die sogenannte Drei-Finger-Regel angewendet (siehe Grafik – die Pfeile stehen senkrecht aufeinander).

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