Elektromotoren selber bauen

Durch unsichtbare Kräfte fängt der Elektromotor an sich zu drehen. Hier lernst du, wie das funktioniert und wie du den Motor nachbaust.

Besonderheiten: 

Dieses Projekt macht besonders eindrucksvoll die unsichtbare Kraft der Induktion sichtbar. Diese entsteht wenn Strom auf bestimmte Weise durch ein Magnetfeld fließt. 

Gut zu wissen: 

Du benötigst für diese Projekt keine besonderen Vorkenntnisse. 

Das lernst du kennen:

Du lernst, wie du mit ganz einfachen Mitteln einen eigenen Motor baust. 

Dauer:

45 Minuten

Schwierigkeitsgrad:

Einsteiger

 

 

Projekt-Kategorie:

Level:

Einsteiger
Hinweise für Mentoren

Wichtig ist es lackierten Kupferdraht zu besorgen. Ohne die Lackierung funktioniert das Projekt nicht richtig. Die Lochstreifen hingegen müssen den Strom leiten können, also unlackiert sein. 

Materialien

Das benötigst du!

Materialliste

- Eine Holzklötzchen, ca. 2 cm x 2 cm im Querschnitt, möglichst genau 5 cm lang.
- Ca. 2,5 m – 3 m lackierten Kupferdraht, Durchmesser ca. 0,5 mm
- 2 blanke Lochstreifen mit mindestens 7 Löchern (10 mm Lochabstand)
- Einen kleinen starken Magneten (Neodym)
- 4 Spaxschrauben, ca. 3 x 12 mm
- 1 AA-Batterie
- 1 Wattestäbchen
- Tesafilm oder Isolierband

Werkzeug

- Ein Stück Rundholz, ca. 3 cm Durchmesser (Besenstiel) oder eine Baby-Batterie als Hilfsmittel
- Ein Bastelmesser
- Kreuzschlitz-Schraubendreher
- Evtl. Vorstecher/Handbohrer

Motor bauen

Los geht's

1

Vorbereitung

Lochstreifen an die Schmalseite des Klötzchens anlegen und mit Vorstecher zwei Löcher markieren. Lochstreifen mit je zwei Kreuzschlitzschrauben befestigen. Ebenso auf der anderen Seite. 

Einen Streifen Tesaband/Isolierband (im Bild weiß) mit der Klebefläche nach oben auf den Rundstab oder die Baby- Batterie legen und mit zwei kleinen Abschnitten befestigen.

 

2

Die Spule bauen

Den Kupferdraht eng über den Rundstabe oder die Batterie wickeln. Dabei ein ca. 8 cm langes Stück am Anfang und Ende des Drahtes frei hängen lassen.

 

Wenn der Draht fast ganz herumgewickelt ist, den Tesafilm vom Untergrund lösen und möglichst fest zusammenkleben, damit die Spule nicht aufspringt.
Spirale von Stab ziehen und mit einem weiteren Stück Tesa/Isolierband auf der gegenüberliegenden Spulenseite sichern.

 

Vom Wattestäbchen die Watteenden abschneiden, das Stäbchen sollte nicht länger als 45 mm sein.

Das Stäbchen durch die Wicklungen der Spirale schieben.
Dann die Enden des Stäbchen durch Umwickeln mit den Drahtenden in der Mitte der Spule fixieren.

 

3

Die Spule fertigstellen

Nun die Enden des Drahtes jeweils von links und rechts durch das hohle Wattestäbchen schieben. Fertig!

Wenn deine Spule so aussieht wie in dem Bild, geht's weiter! Jetzt kommt der wichtigste Teil.... 

 

4

Den Lack abkratzen

Mit einem scharfen Messer den Lack an der „Oberseite“ der beiden Drahtenden, die aus dem Wattestäbchen herausschauen, mit dem Messer abkratzen. Das rosafarbene Kupfermaterial muss zu sehen sein.
Achtung, nur
„Oberseite“ abkratzen (s. Pfeile)!

 

5

Motor fertigstellen

Gewickelte Spule vorsichtig mit den Drahtenden in die Lochstäbe einhängen (je nach Größe richtiges Loch wählen, damit sie sich frei über dem Magneten dreht.

Batterie und Magnet wie auf dem Bild einlegen. Die Batterie muss guten Kontakt zu den Lochstreifen haben, evtl. diese noch etwas nach innen biegen.

Wichtig: Man muss die Spule etwas anschubsen, damit sie sich zu drehen beginnt.

 

Erklärung

So funktioniert's

6

Welche Technik steckt im Elektromotor?

Was ist das Besondere an jedem Motor? Ein Motor dreht sich! Und damit kann er auch andere Dinge, wie z.B. Räder, Propeller oder Waschmaschinen bewegen.

Damit er sich drehen kann, muss er sich von etwas Feststehendem abstoßen!

Ein Elektromotor stößt sich von einem Dauer-Magneten ab, so wie ihr euch auf einem Kinderkarussell vom Boden abstoßt oder von einem Freund, der auf dem Boden steht, anschubsen lasst.

Damit er sich abstoßen kann, braucht er selbst einen abschaltbaren Magneten. Das ist beim Elektromotor eine gewickelte Drahtspule, die nur magnetisch ist, wenn sie von Strom durchflossen wird.

 

7

Und so funktioniert der selbstgebaute Motor

Der Strom fließt von der Batterie über das Lochband zur Spule. Dort kommt er aber erst einmal nicht weiter: Der Draht der Spule ist mit einem Lack isoliert (sonst würde es zwischen den aufgewickelten Drahtwindungen einen Kurzschluss geben und der Strom würde einfach über den kürzesten Weg durch die Spule sausen).

Damit der Strom vom Lochband in die Spule und auf der anderen Seite wieder herausfließen kann, muss der Lack dort abgekratzt werden, wo der Draht im Blech aufliegt.

Aber jetzt kommt der wichtigste Punkt am ganzen Motor: Wenn man den Lack einfach ringsherum ganz abkratzen würde, wäre die Spule ja immer vom Strom durchflossen und daher immer magnetisch. Sie würde dann vom

Dauermagneten festgehalten. Das ist genauso, wie wenn der Freund, der das Karussell anschubsen soll, es nicht loslässt. Dann kann es sich nicht drehen. Also muss auch die Spule „loslassen“ – der Strom, der sie magnetisch macht, muss kurz abgeschaltet werden.

 

Deswegen wird der Lack nur teilweise entfernt. Hier versteckt sich also ein „Schalter“, der den Strom durch die Spule und damit das Magnetfeld an- und abschaltet!

 

Die Spule kann sich frei weiterdrehen und wird nicht vom Magneten festgehalten, bis sie wieder im richtigen Moment Strom bekommt und sich wieder abstoßen kann.

So, und wenn nun alles richtig zusammengebaut wurde, dann genügt ein kleiner Schubs, und der Motor dreht sich!

Experimentiert doch mal und testet, was passiert, wenn ihr den Magneten umdreht und auf der Batterie verschiebt.