Wie funktioniert ein Elektromotor? | Die Maus | WDR
Die Maus
https://www.youtube.com/watch?v=mPSeZkPjX3o

Transkript (automatisch erstellt)

0:01 Heute besuche ich eine Firma in Kupferzell, die Elektromotoren herstellt. Hier werden Motoren gebaut, die Aufzüge bewegen.
0:11 Und ich kann rausfinden, wie so ein Motor und Aufzug funktionieren. Praktischerweise haben die hier auch einen Aufzug.
0:20 Da kann ich ja gleich mal gucken. Von hier unten sehe ich Drahtseile, an denen die Kabine hängt.
0:27 Damit wird sie bewegt. Die Seile führen nach oben.
0:30 Wohin genau kann ich aber noch nicht erkennen. Hallo, Herr Fenkl.
0:35 Das ist Peter Fenkl. Der ist der Leiter der Firma.
0:37 Und mit dem fahr ich jetzt mal da hoch. Der Aufzug ist sehr schick und modern und aus Glas.
0:46 Und das ist praktisch, denn da kann ich schon mal gucken, wie es über dem Aufzug aussieht.
0:51 Wir fahren hoch und fahren auf einen kleinen blauen Kasten zu. Das ist der Aufzugsmotor.
0:59 Da sieht man auch wieder die Seile und die führen zu einem gelben Rad. Das Rad ist am blauen Kasten befestigt.
1:12 Mehr kann ich jetzt erst mal nicht sehen. Aber da drin ist ein Elektromotor.
1:17 Der dreht das gelbe Rad und das Rad bewegt dann die Seile, die den Aufzug rauf und runter fahren lassen.
1:25 Wie der Elektromotor das Rad und die Seile aber bewegt, das sieht man hier leider nicht. Nur diese Kabel zeigen, dass der Motor mit Strom betrieben wird,
1:36 also elektrisch ist, was ja auch klar ist, ist ja auch ein Elektromotor. Da ist es natürlich gut, dass wir in einer Fabrik sind, die Elektromotoren baut.
1:45 Denn hier können wir jetzt mal in einen reinschauen, bevor das Gehäuse draufkommt.
1:52 Das ist so ein offener Motor. Grau bemaltes Metall und rot lackierte Drähte.
2:03 Und jetzt zeige ich euch mal was mit dem Schraubendreher. Das graue Metall sind Magnete.
2:10 Magnete ziehen Eisen an, also auch den Schraubendreher. Das sind ganz schön starke Magnete.
2:17 Magnete sind das Allerwichtigste bei Elektromotoren. Dass die alles aus Eisen anziehen, habt ihr ja eben schon gesehen, auch diesen Nagel
2:25 und zwar an beiden Seiten. Und Magnete ziehen auch andere Magnete an, aber nur mit einer Seite.
2:35 Mit der anderen Seite stoßen sie sich ab. Die Seiten eines Magnets heißen Pole
2:41 Nordpol und Südpol, wie die Pole der Erde. Der Nordpol ist rot lackiert und der Südpol grün.
2:49 Nähern sich die unterschiedlichen Pole, also Nord- und Südpol, dann ziehen sich Magnete an. Nähern sich aber gleiche Pole,
2:57 dann stoßen sich Magnete ab. Und genau das kann man nutzen.
3:06 Durch dieses Abstoßen kann man einen Magneten nämlich dazu bewegen, sich zu drehen.
3:12 Das Problem ist nur nach einer halben Drehung ist Schluss. Dann ziehen sich die beiden Magnete nämlich an
3:19 und der Magnet bleibt fest stehen. Erst wenn ich den Magneten weiter drehe, stoßen sich die beiden wieder ab
3:25 und der Magnet auf der Schraube dreht sich wieder. Um eine Aufzugswinde zu bewegen,
3:37 braucht man aber eine ständige Drehung ohne Unterbrechung. Man braucht also etwas anderes.
3:43 Ich hab mal hier so ein Teil aus Metall mit Klebeband präpariert. Wenn ich da einen Nagel dran halte, dann passiert nichts,
3:50 ist ja auch kein Magnet. Wenn ich jetzt aber einen Kupferdraht dazunehme und das Metall damit
3:56 ganz fest umwickel, und zwar richtig oft auf beiden Seiten, dann habe ich um das Metall eine Spule gewickelt,
4:05 so nennt man das. Und an die Drahtenden kommen jetzt zwei Büroklammern.
4:14 Damit schließe ich die Spule an eine Batterie an und dann fließt Strom durch den Draht und durch die Spule.
4:23 Und wenn Strom durch eine Metallspule fließt, dann entsteht um sie herum ein unsichtbares Magnetfeld.
4:32 Das werde ich euch jetzt mal beweisen, wieder mit dem kleinen Metallnagel:
4:39 Und er hält! Ohne Strom fällt er einfach wieder runter.
4:45 Und mit Strom wird er wieder angezogen. Dieser Magnet ist ein Elektromagnet, also ein Magnet,
4:52 den man aus- und wieder anschalten kann. Wie der andere Magnet, hat auch der Elektromagnet
5:02 einen Nord- und einen Südpol. Das markiere ich jetzt hier mal mit kleinen Aufklebern.
5:08 Rot für Nord- und Grün für Südpol. Die grüne Südpolseite des Magnets wird von der roten
5:16 Nordpolseite des Elektromagnets angezogen. Wenn ich den Magneten umdrehe, dann kommen zwei gleiche Seiten zusammen,
5:26 nämlich Nord- und Nordpol und die stoßen sich natürlich ab. Das Besondere am Elektromagneten
5:35 sieht man, wenn ich die Batterie jetzt aber andersherum klemme. Das heißt ich drehe Plus und Minus um und ändere die Stromrichtung.
5:43 Ich schließe das Ganze wieder an und plötzlich ziehen sich die Magnete an, das heißt, Nord- und Südpol haben sich umgekehrt.
5:54 Noch mal den Magnet umdrehen, zum Beweis. Und jetzt stoßen sie sich wieder ab.
6:02 Für meine Spule habe ich jetzt noch mal eine Aufhängung gebaut. Die Spule darin ist genau die gleiche
6:09 wie die, die wir eben hatten, aber sie kann sich in der Aufhängung bewegen und drehen.
6:18 Und damit der Elektromagnet immer weiter abgestoßen wird und sich schön weiter dreht, muss man die Stromrichtung immer wieder ändern.
6:26 Und das funktioniert mit einem Trick. Auf der Aufhängung sind zwei Kupferplatten, die mit der Spule verbunden sind.
6:36 Der Strom fließt über die eine Platte zur Spule und dann von der anderen Seite
6:42 auf die zweite Platte und zurück zur Batterie. Durch den Strom entsteht wieder das Magnetfeld mit Süd- und Nordpol.
6:54 Wenn ich das Ganze jetzt mal drehe, dann fließt der Strom nicht mehr über die eine Platte, sondern über die andere Platte zur Spule.
7:03 Nord- und Südpol tauschen die Plätze. Ich muss also nicht mehr die Batterie umklemmen, sondern die Kupferplatten
7:09 ändern die Stromrichtung und damit das Magnetfeld. Noch mal drehen,
7:14 Südpol oben, Nordpol unten. Durch
7:18 den Wechsel der Pole zeigt immer ein roter Nordpol zum Nordpol des Magnets, den ich daneben halte.
7:26 So, und jetzt kommt wieder die Batterie ins Spiel. Soweit war das ja nur Theorie.
7:31 Jetzt wollen wir natürlich auch gucken, ob das wirklich funktioniert. Ich halte den Magneten daneben und ja, es dreht sich.
7:40 Die Pole stoßen sich ab. Wenn ich noch einen zweiten Magneten
7:43 daneben halte, dreht sich der ganze Motor noch schneller. Je mehr Magnete, desto schneller dreht sich
7:50 ein Elektromotor. Die Elektromotoren, die hier im Werk gebaut
7:56 werden, sind natürlich viel größer und haben auch viel mehr Magnete. Die sind hier grau lackiert und das Rote,
8:03 das sind die Spulen. Und so funktioniert also der Fahrstuhlmotor.
8:11 Der Elektromotor da drin bewegt die gelbe Winde, die dann die Seile bewegt und die Aufzugskabine hochzieht.
8:22 So ein Motor sieht in der Produktion furchtbar kompliziert aus. Aber wir wissen jetzt, wie einfach der sich dreht.
8:29 Alles beginnt mit zwei Magneten, die sich abstoßen und anziehen.