Elektro-Motor

Einleitung

Diese Anleitung beschreibt den Aufbau eines sehr einfachen elektromagnetischen Motors, der ohne Magnete auskommt und mit einer einfachen 1.5 V Batterie betrieben werden kann. Somit ist er elektrisch ungefährlich, und auch mechanisch besteht keine Gefahr einer Verletzung, da der Motor keine starken Kräfte entwickelt.

Material

Alles was wir für unseren Elektro-Motor benötigen ist:

Konstruktion

Der Rotor

Zuerst bauen wir den Rotor unseres Motors. Dazu winden wir den Wickeldraht ca. 25-30 mal um die 1.5 V Batterie wie in der Abbildung dargestellt:

Am Anfang und Ende unserer selbstgewickelten Spule sollten wir noch ca. 10cm Draht frei lassen.

Jetzt ziehen wir die Spule vorsichtig ab der Batterie, um ihre Form nicht zu zerstören. Damit die Form stabil bleibt, winden wir nun die freigelassenen Drahtenden je auf einer gegenüber liegenden Seite ein paar mal um den aufgewickelten Draht, wie folgende Abbildung zeigt:

Die beiden Fixierpunkte sollten dabei mit Ihren restlichen Drahtenden eine horizontale Axe bilden, damit sich die Spule bzw. der Rotor unseres Motors leicht und rund drehen lässt. Anbei noch ein Detail der Fixierpunkte:

Jetzt kommt das Geheimnis, welchem unser Motor zugrunde liegt, damit er überhaupt funktioniert. Allerdings erfordert dies auch etwas Geschick (danach wird es wieder einfacher).

Der Kommutator

Halte die selbstgewickelte und fixierte Spule am Rand eines Tisches, so dass ein Drahtende waagrecht auf der Tischplatte aufliegt. Die Spule muss dabei vor der Tischkante aufrecht gehalten werden (nicht parallel bzw. liegend zur Tischplatte). Mit einem scharfen Messer oder Schaber wird nun die obere Hälfte des Lacks vom Draht abisoliert bzw. abgeschabt. Der Draht darf dabei nicht beschädigt werden. Mit der folgenden Abbildung wird versucht, diesen Schritt auch bildlich zu erklären:

Nun drehen wir die Spule um, und befreien auch die obere Hälfte des anderen freien Drahtstückes von seiner Lackisolation. Dabei ist zu beachten, dass an beiden Enden der Draht auf derselben Seite z.B. nach oben gerichtet blank ist. Fertig ist unser Rotor.

Die Drehlager (Achsen)

Dazu nehmen wir einen grossen Nagel und ein Stück vom anderen "blanken" Kupferdraht. Den wickeln wir ca. 2 mal um den Nagel gem. untiger Abbildung:

Die Drahtenden der Achse sollten noch genügend lange sein (ca. 20 cm).

Wir benötigen zwei Achsen zur Lagerung unseres Rotors. Die andere Achse werden wir mit einem Ende des noch folgenden Stators herstellen.

Der Stator (Magnetfeldspule)

Den Stator erstellen wir genau gleich wie den Rotor, nur sollte der Durchmesser dieser Spule etwa doppelt so gross sein. Dazu winden wir den lackisolierten Wickeldraht ca. 50 mal um eine grössere 1.5V Batterie (z.B vom Typ AA oder A). Nachdem wir die Stator-Spule wiederum an den Enden gleich fixiert haben, wie wir dies schon beim Rotator gelernt haben, können wir nun zur Endmontage gehen.

Mit dem einen freien Drahtende fertigen wir zuvor noch die zweite fehlende Achse, in dem wir dieses Drahtende zuerst vollständig, rundum und sauber abisolieren, und dann mit dem Drahtende die Achse formen, wie wir dies bereits mit der ersten Achse taten. Diese Achse stellen wir nun rechtwinklig zur Spule auf (siehe dazu auch auf die Abbildung des fertigen Motors).

Das andere Drahtende lassen wir frei, isolieren aber am Ende ein kurzes Stück ab (ca. 5mm), damit wir dieses später an die Batterie anschliessen können.

Der fertige Elektro-Motor

Die zweite noch lose Achse, welche wir zuvor schon vorbereitet haben, befestigen wir senkrecht und parallel auf der anderen Seite der Stator-Spule, so dass sich der Rotor in den Lagern der beiden Achsen leicht drehen lässt. Bei einem Drahtende dieser Achse sollte noch ein Stückchen frei bleiben, um daran die Batterie anschliessen zu können.

Die halbseitig abisolierten Flächen and den Drahtenden des Rotors müssen innerhalb der Achsen liegen (sonst gibt es keinen elektrischen Kontakt). Damit der Rotor nicht verrutschen kann und damit der Kontakt mit den Achsen verloren geht, helfen evtl. Plastikperlen, die als Abstandshalter auf die freien Drahtenden des Rotors gesteckt werden (die liebe Tochter hilft da bestimmt gerne aus ;-)

Jetzt brauchen wir die Spulen nur noch richtig miteinander zu "verdrahten". Dazu dient folgendes Schema:

Wir schliessen also das freie Drahtende der zuvor montierten Achse z.B. an der (+)Pol der 1.5V Batterie und das noch freie Drahtende der Stator-Spule an den (-)Pol der 1.5V Batterie (die Pole können auch vertaucht werden).

Wenn der Motor beim Kontakt der Drahtenden mit der Batterie nicht gleich anspringt, dann muss mit einem kleinen Schupf etwas nachgeholfen werden. Für einen einwandfreien Start wäre der Aufbau des Motors etwas komplexer. Er müsste z.B. noch mit einem entgegengesetzen Kommutator ausgestattet sein. Aber für unser einfaches Experiment soll dies vorerst mal reichen.

Hilfe! Mein Motor dreht sich nicht?

Falls sich trotz aller Mühe der Motor einfach nicht in eine selbständige Drehung versetzen lässt, dann sind folgende Punkte nochmals genau zu prüfen:
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