Elektromotor mit Dauermagnet, Gleich- und Allstrommotoren

Elektromotor mit Dauermagnet, Gleich- und Allstrommotoren
Physik Klasse 8

Als erstes fragen wir uns: Wo überall gibt es Elektromotoren?
Was würde ohne Elektromotor alles nicht möglich sein?
Wie funktioniert ein Elektromotor?

Versuch

Wir stellen eine Drehspule in das Feld eines Dauermagneten.
Dann ändern wir die Polarität.
Die Spule schwingt daraufhin hin und her.

Was ist zu tun, damit die Spule sich dreht?

Versuch

Wir führen das Modell eines Elektromotors vor.

Ein einfacher Elektromotor besteht aus einem Dauermagneten, einem Läufer mit Wicklung und einem Stromwender mit Bürsten.

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Kraftwirkung auf eine Stromschleife in Abhängigkeit vom Drehwinkel.

Die Stromschleife schwingt im Magnetfeld solange, bis sie in senkrechter Lage zum Stillstand kommt. Sie kann sich nur dann drehen, wenn der Strom im richtigen Moment umgeschaltet wird.

Die Umschaltung des Stromes erfolgt genau im richtigen Moment durch den Stromwender (Kommutator).

Zwischen den Polen eines Dauermagneten dreht sich eine stromdurchflossene Spule. Der Strom in dieser wird durch den Stromwender so gesteuert, dass magnetische Kräfte den Läufer immer in derselben Richtung antreiben. Um starke Motoren zu erhalten, füllt man die Spule mit Eisen aus.



Wie funktioniert ein Gleichstrommotoren?

In den meisten Haushaltsgeräten befinden sich Motoren, die mit Wechselstrom und mit Gleichstrom laufen. Deshalb nennt man sie Gleichstrommotoren. Ein Motor mit Dauermagnet kann nur mit Gleichstrom betrieben werden. Wie müsste ein Motor aufgebaut sein, der auch mit Wechselstrom läuft?

Wie funktioniert ein Allstrommotor?

Nach jedem Wechsel der Stromrichtung fließen die Ströme sowohl in der Läufer- als auch in der Feldwicklung entgegengesetzt. Die Polung von Läufer und Feld wechselt deshalb gleichzeitig. Die Drehrichtung bleibt erhalten. Weil solche Motoren sowohl auf Gleich- wie auch auf Wechselstrom laufen, nennt man sie Allstrommotoren.

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Der Nebenschlussmotor:

Bei diesem Motor sind Läufer und Feld parallel an das Netz geschaltet.
Beim Anlaufen entwickeln sie zunächst nur geringe Kräfte.
Sie laufen mit einer bestimmten Leerlaufdrehzahl.

Sie eignen sich zum Antrieb von Maschinen, die beim Einschalten leer laufen.
Hierzu zählen zum Beispiel Staubsauger, Bohrmaschine, Kaffeemühle, Pumpen.

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Der Hauptschlussmotor:

Bei diesem Motor sind Läufer- und Feldwicklung zueinander in Reihe geschaltet.
Hauptschlussmotoren entwickeln beim Anlauf sehr große Kräfte.
Sie eignen sich als Bahnmotoren und als Anlasser für Automotoren.

Ein Hauptschlussmotor der unbelastet ist , geht durch“, d.h seine Drehzahl erhöht sich solange, bis er auseinanderfliegt.

Allstrommotoren:

Motoren, die für Gleich- und Wechselstrom geeignet sind, enthalten keinen Dauermagneten. Dieser wurde durch einen Elektromagneten ersetzt. Beim Richtungswechsel des Stroms vertauschen sich deshalb zugleich die Läuferpole und die Feldpole. Die Drehrichtung bleibt jedoch erhalten. Versieht man solche Motoren außerdem mit einem Trommelläufer mit vielen Magnetsegmenten, so hat der Motor keinen Totpunkt und läuft sehr ruhig.


Hier finden Sie eine Übersicht über weitere Beiträge zum Thema Messungen im Stromkreis, Elektromagnete, darin auch Links zu Aufgaben.



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