Arbeitsblatt: Elektromotor Lückentext + Übungen

Der Elektromotor wandelt mithilfe von Magneten, elektrische Energie in mechanische Energie, also in Drehbewegungen, um ziehen an Ungleichnamige Magnetpole einander Stoßen AB und gleichnamige Magnetpole einander. Magnetfeld Stromdurchflossene Spulen erzeugen ein o w s e Stabmagneten um sich herum, das dem eines ähnelt. Süd Die Lage von Nord- und-Pol einer stromdurchflossenen Spule STromrichtung hängt von der ab. Wickelt man eine stromdurchflossene Spule um einen ferrogmagnetischen Süd_ pol Nord_ pol Elektromagneten Stoff, erhält man einen. Magnetfeld Man kann das eines Elektromagneten Pole und somit die Lage seiner ebenfalls umdrehen, STromrichtung indem man die ändert. Umpolung Diesen Vorgang nennt man. er An Nord_ pol Süd_ pol Aufbau Funktionsweise Eines Elektromotors Eisenkern Anker genann wird. Ein Elektromotor besitzt einen , der wegen seiner Form Achse Der Anker ist auf einer montiert, damit er sich drehen lässt. Spule Um den Eisenkern (Anker) wird eine gewickelt. Rotorspule Die Spule und der Anker gemeinsam werden als bezeichnet, drehen da man die Spule rotieren, also kann. Würde man die Rotorspule Elektromagneten an eine Spannungsquelle anschließen, hätte man einen drehbaren. Würde man die Rotorspule an eine fest montierte Spannungsquelle anschließen, würden sich die anschlusskabel gedreht der Spule einwickeln, wenn der Elektromagnet wird. Das ist ein Problem, denn dadurch würde eine weitere Drehung bald unmöglich. or Ro ule Sp Lösung des Problems Das Einwickeln der Anschlusskabeln wird verhindert, wenn man an der Kommutator Rotorspule zusätzlich einen anbringt. Ringhälften Der Kommutator besteht aus zwei leitenden die sich nicht berühren Ringhälften . Das Material auf denen sich die Isolator befinden, ist ein (auch Nichtleiter genannt). Rin hälfte leitenden Ringhälfte Rückseite einer angeschlossen. Spannungsquelle die eine leitende Verbindung von der Rotorspule zur ermöglichen. Die Schleifkontakte Bürsten die direkt auf die Ringhälften drücken, nennt man auch . Südpol Seite des Rotors de es o ld dp tfe ü ne A ite Ma Is to ol Mit dieser Anordnung erhält bei einer angeschlossenen drehbaren Spannungsquelle einen Elektromagneten, der ein eigenes Se Magnetfeld mit einem Nordpol Südpol Nord- und erzeugt. Plus-Pol der Spannungsquelle Ring Schleifkontakte Auf beide Ringhälften dürcken , Seite des Rotors te älf gh Spule werden jeweils an der Die beiden Anschlusskabel der eB Seit Bürste oder Schleifkontakt Nordpol des Magnetfeldes Minus-Pol der Spannungsquelle Isolator Dreht man die Rotorspule weiter, bis die Schleifkontakte den (Nichtleiter) des Kommutators erreichen, Magnetfeld kann kein Strom mehr fließen. Wenn kein Strom fließt, erzeugt der Elektromagnet kein. Dreht man die (leitenden) Ringhälften berühren, fließt wieder Strom und Rotorspule noch ein Stück weiter, sodass die Schleifkontakte wieder die Magnetfeld Pluspol es bildet sich wieder ein . Durch den Kommutator ist nun die Seite der Rotorspule am der Stromrichtung Spannungsquelle angeschlossen und nicht mehr die Seite A. Dadurch dreht sich die von der Spule um und Magnetpole umgepolt somit auch die. Das Magnetfeld wurde , der Südpol liegt nun bei Seite B. Seite Kein Magnetfeld Seite Seite Südpol Bürste berührt isolator Magnetfeld wurde umgepolt Seite Nordpol Südpol und Südpol stoßen sich ab Dauermagnet dreht Damit die Rotorspule sich jedoch überhaupt, zweites braucht man noch ein Magnetfeld. Das äußere unbeweglichen Magnetfeld kommt von einem Magneten Dauermagnet der entweder ein oder ein Elektromagnet sein kann. Der unbeweglichen Magneten und das Gehäuse des Elektromagnets sind fest miteinander verbunden. unbeweglichen Alle Bestandteile eines Elektromotors werden Stator als bezeichnet. Das Magnetfeld der Rotorspule und das Beeinflussen Magnetfeld des Statormagneten sich gegenseitig. gleichnamige abstoßen Dadurch, dass sich Pole, fängt die Rotorspule an sich zu bewegen. Diese Bewegung Südpol Statormagneten würde jedoch aufhören sobald zum Beispiel der der Rotorspule beim Nordpol des ist. Magnetpole halben Durch den Kommutator werden jedoch die der Rotorspule nach jeder Umdrehung umgepolt. dauerhafte Drehung des Rotors erreicht und aus elektrischer Energie eine Drehbewegung der Motors erzeugt. Erst dadurch wird eine Der Todpunkt des Elektromotors Rotorspule Du weißt schon, dass in dieser Position die kein Magnetfeld besitzt, da in dieser Position kein Strom fließen kann. Im Betrieb, also wenn sich Kein Magnetfeld die Rotorspule schon dreht, ist dies kein Problem, denn aufgrund Trägheit der dreht sich die Rotorspule weiter. Bürsten Wenn sich die Rotorspule weiter dreht, berühren die Ringhälften wieder die leitenden und es fließt wieder Strom. Rotor Wenn man jedoch den Elektromotor abstellt, kann es passieren, dass der genau beim Isolator stehen bleibt. Ist dies Mit der Hand der Fall, läuft der Motor beim einschalten nicht mehr von selbst an und muss angeworfen werden. Leitenden Sobald die Bürsten nach dem andrehen wieder auf den Ringhälften sind, läuft der Motor wieder ganz normal. Diese Anlaufschwierigkeit lässt sich vermeiden, wenn man die ungerade Anzahl Rotorspule in eine von Spulen- dreipolige abschnitten aufteilt. Der einfachste Fall ist der Anker. Mit einem dreipoligen Anker als Rotor läuft der Elektromotor aus jeder Position sicher an, da sich immer beiden Bürsten auf einer leitenden Ringhäfte befinden. Zeig was du KANNST 1. Du weißt schon, dass eine stromdurchflossene Spule ein Magnetfeld erzeugt und dieses durch einen Eisenkern verstärkt wird. Gib an, wo dieser abgebildete Elektromagnet seinen Nordpol und seinen Südpol hat. Trage dafür und in die eingezeichneten Kreise ein! Der Elektromotor 2. Wie muss das Kabel an eine Batterie angeschlossen werden, damit das entstehende Magnetfeld des Elektromagneten die Kompassnadel so ablenkt, wie man es auf der Zeichnung sieht? Zeichne eine möglichst realitätsnahe Batterie mit Plus- und Minus-Pol zwischen die Anschlusskabel des Elektromagneten ein 3. In den unten stehenden Bildern siehst du jeweils einen drehbaren, eingeschalteten Elektromagneten und einen Dauermagneten. Die Magnetfelder des Elektromagneten und des Dauermagneten beeinflussen sich gegenseitig. Zeichne in jedes Bild die jeweils fehlenden Größen ein! • - In jedem Bild sollen die Pole des Dauermagneten eingezeichnet sein (Nord- und Südpol) • In jedem Bild sollen die Pole der Spannungsquelle eingezeichnet sein (Plus- und Minuspol) • In jedem Bild soll die Drehrichtung des Elektromagneten eingezeichnet sein (Pfeil) • In jedem Bild sollen die Pole des Elektromagneten eingezeichnet sein (Nord- und Südpol) - 4. Welche Aufgabe hat ein Elektromotor? Drehbewegung Ein Elektromotor wandelt elektrische Energie in eine um. 5. In der Abbildung des Elektromotors sind Ziffern eingezeichnet. 2 Ordne den Bauteilen die richtige Ziffer zu! 4 Isolierung 1 Statormagnet oder Dauermagnet 6 Bürste oder Schleifkontakt 2 Anker oder Eisenkern 5 Leitende Ringhälfte 3 Spule 3 1 5 4 6 6. Bauteile des Elektromotors Fülle den Lückentext mithilfe der untenstehenden Wörter aus! unbeweglichen Als Stator bezeichnet man alle Teile eines Elektromotors. Zum Stator zählen das Gehäuse, ein Magnet Bürsten beweglichen unbeweglicher und die. Als Rotor bezeichnet man alle Anker Spule Kommutator Teile eines Elektromtors. Zum Rotor zählen der, die und der . Rotationsachse Alle Bauteile des Rotors können sich gemeinsam mit der bzw. Winde drehen. Elektromagneten Kommutator Die Spule und der Anker bilden einen, an dem der fixiert ist. Leitenden Isolator Der Kommutator selbst besteht aus zwei Ringhälften, die auf einem angebracht sind. Leitenden Isolator Anker Kommutator Magnet Bürsten beweglichen Elektromagneten unbeweglichen Rotationsache Spule Kommutator 7. Beschreibe ausführlich wie und durch welche besondere Eigenschaft der Elektromagnete eine Drehung zustande kommt. Erläutere dabei auch die Aufgabe des Kommutators. Die Drehbewegung kommt zustande, da sich das Magnetfeld des Elektromagneten und das Magnetfeld des Statormagneten gegenseitig beeinflussen. Dadurch würde aber nach einer halben umdrehung alles stillstehen. Ändert man die Stromrichtung im Elektromagneten, werden seine Pole umgepolt und es würde wieder eine Halbe drehung stattfinden. Der Kommutator sorgt dafür, dass sich das MAGNETFELD DES ELEKTROMAGNETEN NACH JEDER HALBEN UMDREHUNG UMPOLT, sodass die drehung nicht stoppt. 8. Das Prinzip des Elektromotors der Stromfluss! Fülle den Lückentext mithilfe der untenstehenden Wörter aus! Geschlossen Wird der Elektromotor eingeschaltet, ist der Stromkreis und es fließt Strom. Die Elektronen beweMinuspol Schleifkontakt gen sich vom der Spannungsquelle hin zu einem. Die Bürste leiten den Kommutators Spule Strom weiter zu einer Ringhälfte des, an dem der Anfang der angeschlossen ist. Ringhälfte Der Strom fließt durch die Spule hindurch zu der anderen des Kommutators. Von dort aus bewegen Bürste Pluspol sich die Elektronen über die hin zum der Spannungsquelle. Schleifkontakt Bürsten Kommutators Minuspol Ringhälfte Geschlossen Pluspol Spule 9. Das Prinzip des Elektromotors der Ablauf! Makiere die richtigen Wörter mit einem Textmarker und streiche die flaschen durch. Durch die Spule fließt Strom Wärme. Dadurch bildet sich in ihr und ihrem Eisenkern ein elektrisches magnetisches Feld. Es tritt mit dem Magnetfeld des unbeweglichen Stator- Rotor- Magneten in Wechselwirkung. Aufgrund der anziehenden abstoßenden Kräfte zwischen Nach einer halben Umdrehung sorgt der Magnet Kommutator den Magnetfeldern dreht sich der Rotor im Uhrzeigersinn. erneut für eine Umpolung und der Kreislauf beginnt von vorne Im Neutralpunkt Todpunkt fließt kein Strom. Durch die Bürsten Umpolung kommen sich die Der Rotor dreht sich wegen seiner Trägheit Anziehungskraft weiter. Der Kommutator ändert die Stromrichtung Drehrichtung und dreht damit auch die SPULE POLE des Ankers um. gleichnamigen ungleichnamigen Pole des Elektromagneten und des Ankers Stators nahe und diese ziehen sich an stoßen sich ab.