Es gibt Elektromotoren... ...und es gibt Elektromotoren
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Es gibt Elektromotoren... ...und es gibt Elektromotoren "Normale" Elektromotoren benutzt jeder täglich. Zwei weitere Möglichkeiten, einen "Elektromotor" aufzubauen, also elektrische Energie in Bewegungsenergie umzuwandeln, sehen Sie hier. Das Barlowsche Rad Das Barlowsche Rad ist eine Kupferscheibe im Magnetfeld eines Hufeisenmagneten, die sich dreht, sobald ein Strom von der Achse zum Scheibenrand fließt. Mit der Linken-Hand-Regel läßt sich die Richtung der Lorentzkraft auf eine bewegte Ladung ermitteln. Zauberei? Nein, Grund hierfür ist die sogenannte Lorentzkraft, die auf bewegte geladene Teilchen - und Strom ist ja nichts anderes als bewegte Elektronen - in einem Magnetfeld wirkt. Die Richtung, in die sie wirkt, steht senkrecht auf der Bewegungsrichtung und der Richtung der Magnetfeldlinien und lässt sich mit Hilfe der LinkenHand-Regel bestimmen. Was passiert? Viele Elektronen werden in eine Richtung abgelenkt, das Rad dreht sich. Der elektrische Wind Vorsicht, der Name ist trügerisch. Unser Elektrisches-Wind-Rad funktioniert auch bei Windstille. Es macht seinen Wind nämlich selbst! Am Barlowschen Rad ist die Wirkung der Lorentzkraft gut zu erkennen. Für maschinelle Anwendungen ist der Wirkungsgrad allerdings viel zu gering. KS_Motorensammlung_1_3.pdf Die Spitze macht´s Verantwortlich für die Rotation des Rades ist das große elektrische Feld, das sich an den Spitzen aufbaut (siehe Bild). In diesem starken Feld werden einzelne freie Elektronen so stark beschleunigt, dass sie die Luft ionisieren können. Das heißt, sie stoßen mit den Molekülen in der Luft (z.B. Sauerstoff) zusammen und schlagen dabei ein Elektron aus dem Molekül. Übrig bleiben also ein negativ geladenes Elektron und ein positiv geladenes Sauerstoffion. Die so entstandenen Ionen werden von der Spitze weg beschleunigt, denn gleichnamige Ladungen stoßen sich ab. Das nennt man den elektrischen Wind. Dadurch entsteht ein Rückstoß und das Rad beginnt sich zu drehen. Verlauf der elektrischen Feldlinien. Man erkennt gut die große Feldstärke an der Spitze (größere Anzahl von Feldlinien im gleich großen Quadrat). Die Elektronen, die gleichzeitig angezogen werden, bremsen das Rad wieder ein wenig ab, wegen ihrer rund 10000mal geringeren Masse fällt das jedoch nicht ins Gewicht. Viel wichtiger ist, dass sie noch weitere Moleküle ionisieren, denn erst durch diesen Lawineneffekt entstehen genügend Ionen um das Rad zu drehen. Hochschule: Universität Stuttgart Institut: 5. Physikalisches Institut Unter Leitung von: Prof. Dr. Tilman Pfau Kontakt: http://www.physik.uni-stuttgart.de/institute/pi/5/index.html Interessante Webseiten: http://www.gym-don.de/aktuell/physik/seite3.htm
