Der Elektromotor | (Physik)
Studytiger - Physik & E-Technik
https://www.youtube.com/watch?v=3qp0KS2mF1Y

Transkript (automatisch erstellt)

0:01 In diesem Video gehst du unter den Elektromotor A und das Grundprinzip des Elektromotors ist es jetzt elektrische Energie in mechanische Energie
0:08 umzuwandeln. Und mechanische Energie ist dann hier die Drehung so eines Rotors. Sehen wir gleich genauer und das dann jetzt genau der Unterschied zum
0:17 Generator. Generator war ja so, dass wir dann einen Rotor antreiben und dann darüber mechanische Energie jetzt in elektrischer Energie umpanel wie z.B.
0:27 Fahrdynamo. Dynamo dreht sich an. Fah Licht leuchtet dann elektrischen Energie. Und jetzt mal hier erstmal das Grundprinzip erklärt. Also, wir haben
0:37 immer hier so einen Startor außen und ein Rotor dann innen und wie gesagt, den Rotor wollen wir jetzt hier antreiben. Grundprinzip dabei ist jetzt hier
0:48 Magnetfelder und zwar haben wir dann jetzt hier ein Südpol und dann hier am Rotor ein Südpol hier da gegen Norden Nordpol und dann ihr kennt's gleichen
0:58 Anwegeple stoßen sich ab. bedeutet dann, dass jetzt hier der Südpol sich abstoßen würde, Nordpol sich abstoßen würde und dann der Rotor jetzt hier eine Drehung
1:09 erstmal machen würde. Also genau das Prinzip Drehung des Rotors. Wir haben mechanische Energie. Problem ist jetzt hier nur, wenn jetzt hier dieser Rotor
1:19 sich bis hierhin dreht, dann an der Stelle wä dann hier der Südpol hier, der Nordpol hier, dann hätten wir hier eine Anziehung der Pole und dann wird sich
1:28 hier der Rotzor nicht mehr weiterdrehen. Das heißt, wir müssen jetzt in der Praxis es irgendwie hinbekommen, hier so eine Umpholung hinzubekommen, weil wenn
1:39 dann hier symbolier, wenn das so ist und wir schaffen es dann, dass wir dann auf einmal wieder umpolen und dann hier wieder ein Nordpol und hier wieder ein
1:48 Syp entsteht, dann könnten wir es ja schaffen, dass wir dauernd so eine Rotierung des Rotors haben. Und wie kann man das machen? Ihr seht schon, wenn man
1:58 hier solche Permanentmagnete hat hier und hier, dann geht das nicht. Ihr seht ein Permanentmagnet ausgeführt, da ist Nordpol und Südpol immer gleich. Also,
2:07 wie können wir das machen, indem wir jetzt hier am Rotorn nicht so ein Permanellenmagnet, sondern ein Elektromagnet einsetzen, weil das
2:16 Prinzip eines Elektromagnets ist ja erstmal allgemein immer Stromdurchfluss und Leiter. Denn wenn wir einen Strumpfluss haben, dann auch nach linken
2:23 Faustriegel, Daumenzeit in Stromrichtung, Finger zeigt in Magnetfeldrichtung, haben wir immer bei strdurchlossenden Leitern ein
2:30 Magnetfeld. Und dann sehen wir, dass wenn wir jetzt die Richtung der Stromrichtung dann ändern, dann ändert sich auch die Magnetfellrichtung. Ihr
2:41 seht an der linken Faustregel hier Magnet verlieren in diese Richtung, dagegen Stromfuss in die Richtung. Bedeutet dann auch Magnet verlieren in
2:48 die andere Richtung. Heißt dann eben Nord und Südpol werden dann hier getauscht. Und jetzt seht ihr mal zwei äh Elektromotoren dargestellt. Jetzt
2:58 einmal Ausführung mit Leiterschleife und im zweiten Beispiel Ausführung dann über eine Spule mit ankackt. Jetzt ist die zweite Ausführung typischer. Wir gucken
3:08 uns aber zum besseren Verständnis erstmal die einfachere Darstellung mit Leiterschleife an. Ich kann es mal hier anzeichnen. Ihr seht auch noch rechts
3:16 dargestellt. Hier bei so einer Leiterschleife haben wir dann erstmal ein Stromfluss jetzt z.B. in diese Richtung.
3:23 Und dann jetzt hier in dieser Richtung, dann hier und dann hier und dann hätten wir hier links den Nordpol und rechts den Südpol. Jetzt ist hier Stich vor
3:35 Lorenz Kraft und zwar kann man ja nach der dreifingerregel die Richtung der Lorenzkraft bestimmen, die wirkt immer, wenn wir einen Stromleiter in ein
3:44 Magnetfeld haben. Jetzt erstmal kurz gesagt, hier in diesen Leiterstücken haben wir keine Lorenzkraft, denn Lorenzkraft haben wir immer nur, wenn
3:51 Magnetfeld und Stromrichtung senkrechts zueinander pieren, haben wir nur links und rechts. Und dann ihr könnt ja mal für euch die linke Handrel anwenden. Wir
4:00 sehen dann Daumen zeigt in mein Richtung des Stroms, also dann hier in diese Richtung, dann Zeigefinger zeigt in Richtung des Magnetfeldes von Nord nach
4:08 Süden in diese Richtung. Dann hätten wir hier eine Lorenzkraft nach unten auf die Leiterschleife und dann andersrum im linken Bereich wä es halt durch die
4:15 andere Sturmrichtung einfach andersrum. Also dann hier Daumen zeigt in Richtung Strom ist hier hier Lorenzraft nach oben. Das heißt, wenn wir uns diese
4:25 Leitest vorstellen, dann haben wir Lorenzkraft nach unten hier erstmal. und dann eine hier eine Lorenkraft nach oben und das führt dann eben dazu, dass jetzt
4:35 ähnlich vom Prinzip her, genau das Prinzip hier wie beim permanenten Magnet erstmal, dass wir jetzt erstmal dann hier Elektromagnet im Magnetfeld erstmal
4:46 durch die Lorenzkraft eine Leiterschleife haben, die sich dann jetzt hier vorgestellt durch Lorenzkräfte so bewegt. Problem ist
4:54 jetzt genau das gleiche wie hier erstmal, wenn wir kein Umpular haben, denn an dieser Stelle können wir uns vorstellen, Loren Kraft hier nach oben,
5:01 Lorenkraft hier nach unten und dann passiert erstmal nichts. Dann brauchen wir eben die Umphullung. Das können wir machen, indem wir jetzt hier die
5:09 Stromrichtung vertauschen. Jetzt Stromrichtung in Anrichtung und dann ist es nicht mehr so. An dieser Stelle ist ja Lorenzkraft hier und hier. Dann
5:18 andere Sturmbrechung bedeutet, dass dann die Lorenzkraft dann hier nach unten wirkt und dann hier nach oben wirkt. Und jetzt ihr seht's auch mal rechts in der
5:28 Asimulation an der Stelle vor dem Umpolen müsst euch vorstellen, dass jetzt durch Trägit erstmal die Leistleife sich weiter bewegt, weil das
5:36 ja hier wir haben bis hier durch die Lorenzkräft eine andere Kraft und wir es loslassen gibt's hal drehit heiß erstmal wird sich das noch bis hier weiterwen
5:45 und ab hier ist dann Umpholung jetzt erst war Lorenz hier nach oben hier nach unten und ab hier ist umgekehrt jetzt ist Lorenz oben hier nach unten. und
5:55 hier nach oben und dann haben wir wieder eine Drehung bis hier. Hier dann wieder Umpholung Trägkeit führt erstmal dazu, dass sich so noch so ein bisschen weiter
6:04 bewegt und dann wieder so. Das heißt, wir haben immer hier nach einer halben Umdrehung eine Umpholung und das genau das Prinzip. Deswegen vorgestellt so vom
6:14 Grundprinzip wäre halt, dass man halt immer nach so einer halben Umdrehung hier Umpolung bekommt eben durch eine Ändterung des Sturmfusses. Und das dann
6:25 hier am besten genau erklärt hier mit den Lorenzreffen. Und jetzt seht ihr mal die zweite typischere Ausführung dann jetzt hier mit Anka und dann der Spule
6:35 drum rumgewickelt. Aber Prinzip ist das gleiche, denn wir haben jetzt im Vergleich zur Leiterschleife eben nicht nur eine Windung, eine Umdrehung, eine
6:44 Umwicklung des Drahtes, sondern halt wie bei der Spuleprinzip sehr viele Windung und dann das heißt, der Draht ist überall aufgewickelt. Grundprinzip ist
6:52 aber hier das gleiche und dann seht ihr noch hier den Kommutator. Über den Kommutator erreichen wir eben genau hier diese Änderung des Stromflusses. Nach
7:02 jeder halben Periode wird auch jetzt hier Polbänder genannt. Das erstmal so zur Grundtheorie. Jetzt noch paar Sachen zu Praxis. Und zwar könnt euch
7:10 vielleicht vorstellen, bei dieser Leiterschleife haben wir jetzt, ihr seht auch mal das Animation eine ungleichmäßige Bewegung des Rotors, weil
7:18 wir haben dann hier erstmal immer einen starken Antrieb. Und ab hier haben wir kurz weitere Bewegung durch Trägheit und dann wieder starker Antrieb. Hier kurz
7:26 weiter Bewegung durch Trägheit. Das heißt ist ein bisschen ungleichmäßig. Besser wäre es dann für eine gleichmäßige Bewegung des Rotors, dass
7:34 wir eben nicht nur eine Leiterschleife haben, also jetzt mal hier so eine Münzel dargestellt mit einer Linie, sondern dass wir mehrere Leiterschleifen
7:42 jetzt hier haben oder mehrere Spulenbindung und das erhalten wir durch ein Trommelanker. Ihr seht mal rechts das ein Synchron Elektromotor
7:49 dargestellt, dann hier vorgestellt mit mehreren Spulen, sodass wir das halt eine gleichmäßigere Rotation haben. Dann paar Sachen zu
7:59 Praxis. Überlegen wir mal zur Schnelligkeit des Rotors. Wovon hängt das ab? Und logisch, das ist ja abhängig von der Stärke der Lorenzkräfte, denn je
8:11 stärker die Lorenzkräfte, desto schneller wird hier der Rotor angetrieben. Und die Lorenzkraft können wir beschreiben mit der Formel FL = B* I
8:23 mal L. Das heißt, wir sehen, das ist jetzt hier von der Stromstärke abhängig. B Magnetfeld L noch hier die Länge, aber Stromstärke hat hier ein Einfluss und
8:32 die Stromstärke, die hier durch den Leiter fließt, die kann man jetzt z.B. gutes Anwendungsbeispiel ist jetzt die Carreraband, die kann man jetzt über
8:40 Widerstände dann dimensionieren. Und zwar indem man jetzt hier an der Bedienung hier das ganze zurückstellt, könnte man jetzt hier den Widerstand
8:50 jetzt hier verringern und Widerstand ist ja hier R = U dur I. Das heißt, geringer Werstand wird höher bedeutet höher Strumpfusserab.
8:58 Man kennt's. Ich drücke das ganze zurück. Auto wird schneller, weil dadurch, dass ich zurückdrücke, erhalte ich ein höheren Strom, höherer Strom,
9:05 höhere Lohnungskräfte, schnellere Rotation und das führt dann dazu, dass wir halt genau eine schnellere Rotation der Räder haben und dann äh im
9:14 Praxisbeispiel jetzt mal würden die Autos schneller sein. Dann jetzt noch eine weitere Anwendung der Synchrommotor.
9:22 Ihr seht mal dargestellt, Synchrommotor sagt schon, wir haben jetzt eine synchrone Bewegung des Rotors. Jetzt hätten wir hier mal in dem Grundprinzip
9:32 Darstellung haben wir als Rotor ein permanentmagnet, also ein bisschen anders hier. Dann ist der ist der Rotor ein Permen Magnet und dagegen der
9:40 Startor dann hier ein Elektromagnet übers Spul ausgeführt und dann würde man jetzt hier die Spulen jetzt dann eben mit Drehstom betreibt, also wenn man
9:51 drei Spulen, drei Wechselströme führen dann halt dazu, dass wir instant Drehstrom haben. Und jetzt rotiert dann der Rotor genau in der Frequenz des
10:01 Drehstroms durch die drei Spulen. Ihr seht es mal rechts dargestellt. Das heißt, indem wir jetzt mal hier die Frequenz
10:08 des Drehstroms dann verschieden dimensioniert von groß zu klein, haben dann auch eine höherere, schnellere Rotation des Rotors, deswegen synchrone
10:20 Bewegung des Rotors dadurch einstellbar, weil logisch jetzt wie schnell eben hier wir ein auf und ab der Sinusspannung haben, das entscheidet ja auch darüber
10:30 dann über das Magnetfeld, wie schnell dann Nord und Südpol dann hier durch das äußere Magnetfeld auf und abgt und ja, deswegen haben dann halt in der gleichen
10:40 Frequenz den Dauermagnet dann hier schwingen wie die Frequenz des äußeren Magnetfeldes durch den Drehstrom. Das noch eine Sache dazu. Dann verlinke ich
10:52 noch hier ein Video zum Generator. Dann noch weitere Videos verlinkt. Hier noch mein Chemieanal verlinkt, dann hier noch mein Abiturkurs verlinkt. Perfekt für
11:01 die Klausurverbreitung in der Oberstufe auch als auch für die Abiturverbreitung speziell. Und das war's dann damit zu diesem Video.