Fragen zur Induktion und Lorentzkraft

DarkStarFH · Anmeldungsdatum: 06.12.2013 Beiträge: 3

Meine Frage:
Hi,

ich soll ein paar Schülern, die ansonsten keine Ahnung von Physik haben was zum Thema Elektromotor und Generator erzählen (deswegen auch nicht zu sehr ins Detail). Mein Physikunterricht ist auch schon ne Weile her, fragt aber nicht wieso gerade ich das denen erzählen darf :D

Meine Grundfragen sind deswegen folgende (hier habe ich mich komplett verrant und irgendwie auch widersprüchliche Informationen):
Wenn ich dieses Experiment nehme
http://www.medizinfo.de/magnetfeldtherapie/magnetismus/lorentz_kraft.gif
um den Strom zu Erzeugen (per Induktion).
Wie ist die technische Stromrichtung, wenn ich den Leiter (mechanisch) nach rechts bewege? Kann ich hier auch die rechte Hand Regel benutzen? (Also wäre + und - im Stromkreis dann so wie jetzt eingezeichnet?)

Falls es so ist wie ich vermute. Wie entsteht dann die Gegen-EMK in einem Gleichstrommotor??

Meine Ideen:
Ich bin hier inzwischen komplett verwirrt und weiß nicht mehr weiter Big Laugh

Normalerweise würde ich ja sagen, dass es egal ist ob ich einen Strom anlege und daraus die Bewegung resultiert oder falls ich eben die Bewegung mechanisch erzeuge müßte der gleiche Strom fließen wie vorher

PhyMaLehrer · Anmeldungsdatum: 17.10.2010 Beiträge: 1085 Wohnort: Leipzig

Wenn du den Leiter per Hand bewegst, ist die Stromrichtung genau anders herum!
In der Zeichnung ist der Leiter quasi ein "Motor", denn er wird durch den elektrischen Strom in Bewegung versetzt.
Wenn du den Leiter mit der Hand bewegst, ist er ein "Generator", denn es wird Strom erzeugt.

Rechte-Hand-Regel ist schon richtig, einprägsamer "UVW-Regel": Ursache (Daumen), Vermittlung (Zeigefinger), Wirkung (Mittelfinger). Bei der Anwendung dieser Regel muß man nur darauf achten, sich nicht das Handgelenk zu verdrehen! Big Laugh

Im Bild ist die Ursache der fließende Strom (von hinten nach vorn), Vermittlung das Magnetfeld (von oben nach unten) und die Wirkung die Bewegung des Leiters (von links nach rechts).

Wenn du den Leiter von Hand bewegst, ist die Ursache die Bewegung des Leiters (von links nach rechts), Vermittlung wiederum das Magnetfeld (von oben nach unten) und die Wirkung der Strom - bei geschlossenem Stromkreis (von vorn nach hinten).

Im Motor fließt der Strom durch die Spulen, erzeugt ein elektromagnetisches Feld und das wiederum (in Wechselwirkung mit den Dauermagneten des Stators) versetzt den Rotor in Drehung. Durch diese Drehung, die Bewegung eines elektrischen Leiters im (Dauer-) Magnetfeld, wird in diesen Spulen nun wiederum eine Spannung induziert und es kommt zu einem Stromfluß, der nach dem Lenzschen Gesetz der Ursache der Induktion entgegen wirkt. Diese Ursache ist die Drehung des Rotors bzw. der Stromfluß, der die Drehung bewirkt. Der induzierte Strom ist also dem Batteriestrom entgegengesetzt und versucht, ihn zu schwächen und damit die Drehung zu verhindern.

DarkStarFH · Anmeldungsdatum: 06.12.2013 Beiträge: 3

Super!!! Vielen Dank!!! Jetzt hab ichs endlich verstanden und der Tipp den anderen Merksatz (UVW) zu verwenden ist auch super.
Ich hab sogar die Gegen-EMK verstanden. Danke!!

Jetzt hab ich doch noch etwas konkretere Fragen (wo ich den Rest schonmal verstanden habe):
Wie erklärt sich anhand der entstehenden Gegen-EMK das unterschiedliche Verhalten von Reihen- und Nebenschlussmotor. Vor allen Dingen deren unterschiedliche Drehzahländerungen bei Belastung.
Ich hab hier schon 2000 div. Sachen gelesen, aber klick gemacht hats leider noch nicht.

Ich verstehe zum Beispiel, dass bei einem Nebenschlussmotor die Spannung und damit die Feldstärke des Stators immer gleich ist (wegen der Parallelschaltung), wieso deswegen aber die Drehzahl auch bei Änderung der Belastung nahezu konstant bleibt ist mir ein Rätsel.

Bei einem Reihenschlussmotor ist klar, dass er anfangs ein hohes Drehmoment hat (keine Gegen-EMK und der volle Strom fließt durch Stator und Rotor). Bei Erhöhung der Drehfrequenz wird eine im Rotor eine größere Gegen-EMK aufgebaut und deswegen der Widerstand des Rotors quasi erhöht, woraufhin das Feld im Stator schwächer wird. Deswegen auch der Drehmomentsabfall. Aber wieso wird er deswegen ohne Belastung schneller?

Hilfe! Big Laugh

DarkStarFH · Anmeldungsdatum: 06.12.2013 Beiträge: 3

Kann man für den Nebenschlussmotor folgendes folgern?

und damit im Falle des Nebenschluss generators (da U ja immer konstant)

D.h. die wenn die Lorentzkraft und damit die Frequenz des Motors steigen soll muss der Widerstand kleiner werden (wird er aber dank Gegen-EMK nicht), deswegen ist er relativ stabil mit seiner Drehzahl unabhängig der Belastung?

Oder geht das nicht? Kann man so auch das Verhalten eines Reihenschlussmotors erklären?