Stricknadel-Synchronmotorgenerator

Einfacher Elektromotor für den Unterricht
Autor: anonym

Schülerprojekt

Dieses Projekt zeigt ein paar primitive Spielereien, die man im Unterricht den Schülern (unter Aufsicht natürlich!) ohne großen technischen Vor- bzw. Nachbereitungsaufwand zeigen und z. T. unmittelbar in die Hand geben kann, um ihnen ein paar grundsätzliche Zusammenhänge zwischen Elektrizität und Magnetismus begreifbar zu machen.
Anmerkung vom Team supermagnete: Bitte beachten Sie auch unsere vielen weiteren Projekte mit Magnet-Experimenten.

Synchronmotorgenerator mit Stricknadel

Zusammensetzung des Motors

Diese erste Variante des Motors setzt sich aus folgenden Bauteilen zusammen:
  • 1 Strumpfstricknadel (Alu, 20 cm x 2 mm)
  • 2 x Q-20-10-02-N: Quadermagnet 20 x 10 x 2 mm
  • Pappstreifen zwischen den Magneten, beiderseits der Stricknadel
  • 1 Rolle Schaltdraht, isoliert, 10 m lang, Durchmesser 0,5 mm, ca. 70 Windungen

Von Hand gehalten

Der "Stricknadelrotor" läuft, wenn man an die abisolierten Enden der Schaltdrahtrolle 3 V~ gelegt hat (ca. 2,5 A~) und ihn locker in beiden Händen haltend nahe an diese Schaltdrahtrolle heranführt, von selbst an und dreht sich im Takt der Wechselstromfrequenz. Wird die schlichte Schaltdrahtrolle durch eine Spule mit 1200 Windungen ersetzt, so läuft der Rotor bei einem Strom von 1 A~ (und weniger) von selbst an.

Mit Drehlager

Bastelt man aus 2 Bananensteckern mit Querloch und einer Rastersteckplatte ein Drehlager für die Stricknadel, so funktioniert die Sache sogar, wenn die Spulen gegen einen einfachen geraden Leiter (Experimentierkabel; 10 A~) getauscht werden. Um die Drehung besser sichtbar zu machen, kann man an der Rotorwelle ein „Fähnchen“ aus Isolierband o. ä. anbringen.

Synchronmotorgenerator mit Kanüle

Kanüle als Achse

Hier ist eine Variante des Motors zu sehen, bei der an Stelle der Stricknadel eine Kanüle verwendet wird.
Der Rotor sollte sich locker um die als feststehende Achse dienende Kanüle drehen. Evtl. kann man die Kanüle vorsichtig quer durch die Schaltdrahtrolle stecken und so an dieser fixieren.

Funktions-Details

Es handelt sich hier um die am besten laufende Rotorvariante; sie ist jedoch nicht für den Einsatz mit einem geraden Leiter (10 A~; s.o.) bzw. als Generator (s.u.) geeignet!

Synchronmotorgenerator mit Strohhalm

Aufbau und Funktionsweise

Dies ist eine Variante des Motors mit Strohhalm. Bis zur Mitte eines Kunststoff-Trinkhalms (ca. 8 cm x 0,5 mm, ohne "Soll-Knickstelle") schiebt man mit Hilfe eines Schaschlikspießes o. ä. einen Qudermagneten. Damit dieser Quadermagnet an der gewünschten Stelle im Halm hält, umwickelt man ihn vorher einige Male mit einem kurzen Stück Klebeband. Als Drehlager dienen zwei in den Händen gehaltene und von beiden Seiten locker bis knapp zur Mitte des Trinkhalms eingeführte hölzerne Schaschlikspieße.

Einsatz als Wechselstromgenerator

Energieerzeugung

Wenn man die Wechselstromquelle gegen eine Glühbirne 3,5 V/200 mA (o. ä.) austauscht und anschließend die Stricknadel-Rotorwelle in der Nähe der Spule mit 1200 Windungen (s. o.) in Drehung versetzt, beginnt die Birne zu flackern. Um eine besonders ergiebige Lichtausbeute zu erreichen, muss man die Welle zwischen zwei hintereinander liegenden Spulen drehen.

Rotorwelle mit Keilriemen

Bei dieser Variante wird die Rotorwelle mit einem "Keilriemen“ (einem Gummiband) gedreht.

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