Komm auf Touren - der Elektromotor
Der Elektromotor
Bei diesem Versuch lernen die Schüler/innen und Schüler der Klassenstufe 9 und 10 die Funktionsweise sowie den Aufbau eines Elektromotors kennen.
Elektromotoren werden wahrscheinlich in Zukunft an Bedeutung gewinnen. Bereits seit langer Zeit werden sie wegen ihrer hohen Effizienz bevorzugt in der Industrie und im Schienenverkehr eingesetzt. Sie können Wirkungsgrade von über 90 % erreichen, in Ausnahmefällen weniger als 60 %. Elektromotoren haben Vorteile in vielen Bereichen. Sie sind verschleißarm, die Kraft unabhängig der Drehzahl, der Aufbau ist einfacher als bei Verbrennungsmotoren. Daher ist es wichtig den Schülern dafür ein Verständnis zu vermitteln.
Übersicht über die Bauteile
Der Elektromotor wird aus einem Bausatz zusammengebaut. Die Hauptbestandteile sind: Stator, Rotor und Stromwender. Der Stator wirkt wegen des Gleichstroms wie ein Permanentmagnet. Darüber ist der Rotor, eine drehbare Spule, gelagert. Der Polwender polt den Rotor laufend um. Hieraus wird die Drehbewegung generiert. Beim Aufbau des Elektromotors lernen die Schülerinnen und Schüler einen einfachen Stromkreis zu bauen, Spulen zu wickeln und Magnetfelder zu nutzen um daraus eine Bewegung zu erzeugen.
Versuchsablauf
Zunächst erhalten die Schülerinnen und Schüler einen einführenden Vortrag, bei dem das Hintergrundwissen erklärt wird. Anschließend dürfen sie selber aktiv werden und den Elektromotorbausatz aufbauen. Hierbei stehen ihnen die Betreuer zur Seite und helfen wenn es Fragen gibt.
Anschließend kann mit dem Elektromotor z.B. eine Seilwinde gebaut werden, womit eine Messung und Berechnung der Leistung des Elektromotors durchgeführt werden kann. Möglich ist auch der Bau eines kleinen Flaschenzuges.