Diese Frage kommt von unserer kleinen Jugendgruppe im Alter von 10-14 Jahren.
Mit den Jugendlichen starten wir das folgende Projekt:
Ein robuster Gleichstrommotor (6 Volt) wird unter Anleitung des Jugendbetreuers
vorsichtig (zerstörungsfrei) auseinandergebaut, um die einzelnen Baugruppen
betrachten zu können:
Wir erstellen eine Liste von den demontierten Bauteilen:
Nun wird versucht, mit den wesentlichen Einzelteilen einen funktionsfähigen
Gleichstrommotor zu montieren.
Der einfacher Zusammenbau erfolgt in Form eines Brettaufbaues. Alle Bauteile
sind sichtbar angeordnet.
Als Achsenlager sollte eine 3mm-Bohrung in einem Winkelprofil aus Aluminium
ausreichen. Auf zwei beweglich angeordneten Holzklötzen ist jeweils ein
Dauermagnet mit zwei Holzschrauben positioniert. Zwei Bananenstecker bilden
die Stromzuführungen. Mit dieser provisorischen Stromzuführung
gelingt es
den Jugendlichen, den Test-Motor bei etwa 5 Volt wieder zum Drehen zu bringen.
Von jedem schalenförmigen Dauermagnet haben wir mit einem Taschenkompass die
Magnetpole bestimmt. N steht für Nordpol (Farbe rot) und S für Südpol (Farbe grün).
Es wird versucht, mit Hilfe der Kraftwirkungen zwischen Magnetpolen, die
Drehung des Rotors zu erklären. Hierzu muss angenommen werden, dass auch
im Rotor infolge Stromfluss in der gerade eingeschalteten Wicklung ein
Magnetfeld mit einem Nordpol und Südpol auftritt, siehe nachfolgendes Bild:
Mit dem Basiswissen von 12-jährigen Schülern - Ungleichnamige Magnetpole
ziehen sich an und gleichnamige Magnetpole stoßen einander ab - sollte es
nun möglich sein, im obigen Bild, die Drehrichtung des Rotors zu bestimmen.
Frage 1:
In welche Richtung (Rechtslauf oder Linkslauf) würde sich der Rotor unter
Berücksichtigung der eingezeichneten Magnetpole im Bild drehen ?
Frage 2:
Am Testmotor soll die Drehrichtung geändert werden. Es gibt zwei Möglichkeiten.
Was kann am Testmotor verändert werden, um die Drehrichtung zu beeinflussen ?
