Wie funktioniert ein Elektromotor?

Fast unweigerlich kommen Sie in Ihrem Leben an einen Punkt, an dem Sie einem unglücklichen kleinen Kind und einem sich bewegenden Spielzeug gegenüberstehen, das sich nicht mehr bewegt. Sie könnten das Spielzeug auseinandernehmen und sich auf Ihre Handlichkeit verlassen, um den Tag zu retten, aber wenn Sie einen Haufen von Komponenten haben, fragen Sie sich vielleicht, wie diese Spulen aus hellem Draht Bewegung erzeugen. Abgesehen von kaputten Spielzeugen finden sich Elektromotoren in vielen Geräten, die unsere moderne Gesellschaft bewegen, von Autos über Uhren bis hin zu den Lüftern in Ihrem Computer.

Ein Elektromotor erzeugt eine Dreh- oder Kreisbewegung. Der zentrale Teil des Motors ist ein Zylinder, der Anker oder Rotor genannt wird. Der Anker hält den Rest der Komponenten und ist auch der Teil des Motors, der sich dreht. Um den Anker herum befindet sich der Stator, der isolierte Drahtspulen, normalerweise Kupfer, hält. Wenn Strom an den Motor angelegt wird, erzeugt der Stator das Magnetfeld, das den Anker antreibt. Je nach Konstruktion des Motors finden Sie möglicherweise auch Bürsten oder feine Metallfasern, die den Strom beim Drehen zur gegenüberliegenden Seite des Motors fließen lassen.

Sie haben vielleicht bemerkt, dass sich bei zwei Magneten entgegengesetzte Pole anziehen und ähnliche Pole abstoßen. Der Elektromotor nutzt dieses Prinzip, um ein Drehmoment oder eine Rotationskraft zu erzeugen. Es ist nicht der elektrische Strom an sich, sondern das von ihm erzeugte Magnetfeld, das Kraft erzeugt, wenn ein Elektromotor in Bewegung ist. Strom, der sich durch einen Draht bewegt, erzeugt ein kreisförmiges Magnetfeld mit dem Draht als Quelle und Zentrum der Rotation. Wenn Sie Strom hinzufügen, bilden Stator und Anker ein stabiles Magnetfeld und einen Elektromagneten, der innerhalb dieses Felds gedrückt oder gedreht wird.

Der Basismotor läuft mit Gleichstrom oder Gleichstrom, andere Motoren können jedoch mit Wechselstrom oder Wechselstrom betrieben werden. Batterien produzieren Gleichstrom, während die Steckdosen in Ihrem Haus den Wechselstrom versorgen. Damit ein Motor mit Wechselstrom betrieben werden kann, sind zwei Wicklungsmagnete erforderlich, die sich nicht berühren. Sie bewegen den Motor durch ein Phänomen, das als Induktion bekannt ist. Diese Induktionsmotoren sind bürstenlos, da sie nicht den physischen Kontakt benötigen, den die Bürste bietet. Einige Gleichstrommotoren sind auch bürstenlos und verwenden stattdessen einen Schalter, der die Polarität des Magnetfelds ändert, um den Motor am Laufen zu halten. Universalmotoren sind Induktionsmotoren, die beide Energiequellen verwenden können.

Nachdem Sie nun die grundlegenden Teile und Prinzipien kennen, können Sie zu Hause mit dem Konzept spielen. Machen Sie eine Spule aus Kupferdraht geringerer Stärke und stecken Sie jedes Ende durch eine Aluminiumdose, um sie aufzuhängen. Platzieren Sie einen kleinen, starken Magneten auf beiden Seiten der hängenden Spule, um ein Magnetfeld zu erzeugen. Wenn Sie eine Batterie mit Krokodilklemmen an beiden Dosen befestigen, wird Ihre Spule zu einem Elektromagneten und der von Ihnen erstellte Kupferdrahtrotor sollte sich zu drehen beginnen.