Einfachster Elektromotor der Welt reloaded

Eine Weiterentwicklung unseres Klassikers "Der einfachste Elektromotor der Welt"
Autor: Christian Voigt, Dipl.-Ing.(FH), Leipzig, Deutschland
Herr Voigt stellt uns eine Weiterentwicklung von unserem Klassiker Der einfachste Elektromotor der Welt und seinem "Cousin" Ein-Schleifen-Motor aus 3 Teilen vor. Wir veröffentlichen hier eine gekürzte Version seines Textes. Beachten Sie bitte das Original von Herrn Voigt (PDF).
Diese Variante stellt eine Optimierung auf der Basis des Designs von Patrick Walravens aus Belgien dar. Die Neuerung liegt in der zusätzlichen Lagerung oben an der Batterie. Dadurch bleibt der Rotor zentriert und kann auch bei höheren Geschwindigkeiten nicht von der Spitze des Plus-Pols der Batterie ablaufen. Weiterhin ist kein Löten erforderlich. Der Rotor kann aus einem einzigen Stück Kupferdraht gebogen werden.
Video
Wir haben den "Einfachsten Elektromotor der Welt" an der Montessori-Grundschule Leipzig mit 40 Mitschülern meiner Tochter (10 Jahre, 4. Klassenstufe) im Rahmen des Werkenunterrichts mit ihrer Werklehrerin gebaut. Alle 40 Kinder haben im Laufe einer Unterrichtsstunde den Motor selbst gebogen und in Aktion erlebt. Also ein voller Erfolg. Ich kann somit sagen, dass das Experiment auch für den Unterricht geeignet ist.
Man braucht nur einen Scheibenmagneten mit gleichem Durchmesser wie die Batterie, 45 cm steifes Kupferkabel (keine Litze), einen Akku sowie eine Kneifzange zum Kürzen und allenfalls zum Abisolieren der Kupferdrähte.
Es sollten stets Akkus und keine Batterien verwendet werden, da Akkus nachgeladen und wieder verwendet werden können.
Vorsicht!
Kinder sollten das Experiment nur unter Anleitung von Erwachsenen durchführen. Ich würde das Experiment für Kinder ab 8 Jahren empfehlen.
Bei laufendem Motor erhitzt sich der Draht an der Kontaktspitze recht schnell auf hohe Temperaturen und sollte dort nicht berührt werden. Im unteren Bereich kann der Draht jedoch ohne Probleme angefasst werden.
Die Akkus werden in meinem Test nach 4-5 Minuten Dauerbetrieb handwarm. Ich würde empfehlen, den Motor zur Demonstration nicht länger als 1-2 Minuten mit dem gleichen Akku laufen zu lassen und den Akku dann abkühlen zu lassen.
Volle Akkus (2000 mAh) sind nach etwa 12 Minuten Motorlaufzeit leer.

Bauanleitung

oberes Lager: zwei Schleifen um den oberen Teil des Akkus herumwickeln.
Den Kupferdraht zum unteren Lager führen. Dazu den Draht viermal knicken.
unteres Lager: zwei Schleifen um den Magneten unten am Akku herumwickeln.
Den Kupferdraht wieder zum oberen Schleifkontakt führen. Den Draht dazu viermal knicken.
Das Ende des Kupferdrahtes am Schleifkontakt ablängen: mit Kneifzange auf die richtige Länge kürzen.
Den Kontakt auf die Mitte zentrieren: das Ende des Kupferdrahtes genau in die Mitte der Schlaufe biegen.
Und schon ist der Motor betriebsbereit!

Alternative:

Ein stromdurchflossener Leiter baut ein eigenes Magnetfeld auf. Dieses ist in einem einzelnen Draht relativ klein. Werden aber mehrere Schlaufen zu einer Spule gewickelt, addieren sich die einzelnen Magnetfelder zu einem gesamten Magnetfeld, das dem eines Supermagneten ähnlich wird.
Wenn sich das Magnetfeld der Spule von dem Magnetfeld des Dauermagneten abstößt, springt die Spirale auf dem Akku hoch. Dabei verliert sie elektrischen Kontakt, ihr Magnetfeld bricht zusammen, sie fällt wieder auf die Batterie zurück, bei elektrischen Kontakt baut sich das Magnetfeld wieder auf, sie springt wieder hoch und so weiter.
Vorsicht!
Falls die Spule nicht abgestossen, sondern angezogen wird, sollte sie schnell wieder entfernt werden (am unteren Ende anfassen). In diesem Fall muss der Magnet umgedreht werden. Bei diesem Experiment besteht bei falscher Magnetfeldrichtung die Gefahr, dass sich der Akku durch Kurzschluss stark erhitzt.
Video
Eine "hüpfende" Kupferspirale
Viel Spass und Freude beim Experimentieren!

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