Miniaturmotor? (Batterie + Magnete + Schraube)

Ocean-Sea · Anmeldungsdatum: 18.02.2006 Beiträge: 25

Hi Leute!

Noch ein Problem (liegt daran, dass ich nächste Woche eine Klausur schreibe):

Unser Lehrer hat uns einen miniaturkleinen Motor gezeigt, bestehend aus einer herkömmlichen Baterie (AA-Baterien heißen die (?)), einer Schraube, zwei kleinen Magneten und einem Draht. Aufbau: Die beiden Magneten befinden sich am Schraubenkopfdie spitze der Schraube wurde an die Baterie (an den Minuspol) gehalten. Vermutlich bleibt die Schraube wegen der beiden Magneten an der Baterie hängen. Zum Schluss musste man nur noch den Draht an den Pluspol der Baterie und unten an den rand der Magneten halten und schon hat sich die Schraube samt Magneten gedreht.
Meine Frage nun (wie könnte es anders sein) woran liegt das, dass sich die Schraube anfängt zu drehen (wieder Induktion)? grübelnd

Viele liebe Grüße Wink

von eurer Ocean smile

zeusosc · Anmeldungsdatum: 06.02.2006 Beiträge: 17

ne skizze wär nicht schlecht,....

Ocean-Sea · Anmeldungsdatum: 18.02.2006 Beiträge: 25

Hm, habe ich leider nicht und wenn ich sie hätte, wüsste ich nicht, wie ich die hier reinstellen könnte! unglücklich

Nochmal zum Aufbau: stell dir vor du hast eine AA-Baterie in der hand mit dem Pluspol nachoben. Am Minuspol (also unten dran) hängt eine ganz normale schraube, mit der Spitze nach oben und wiederum daran (direkt am Schraubenkopf) sind zwei (drei, vier, ... egal wie viele) magnete, wir hatten so kleine zylinderförmige Magnete (vom Aussehen könnte man sie mit Baterien, die man in eine Uhr machen kann (die wie heißen?) vergleichen). So der Draht führt oben vom Pluspol (den muss man dadranhalten) zum untersten Magneten, allerdings nicht dadrunter, sondern nur an die Seite, an den Mantel (ist ja zylinderförmig) könnte man sagen, hält man den Draht untendran, funktionierts nicht!

Bringt dich/euch das weiter?
Ich hoffe es unglücklich

eman · Gast

Hier ist er, ein Unipolarmotor wie zu Faraday's Zeiten.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Der Tipp mit dem seitlichen Dranhalten ist gut, damit habe ich eine Erklärung:

Wenn man den Strom seitlich in den Magneten einleitet, dann gibt es ein Stück stromdurchflossenen Leiter (der Magnet zwischen seinem Rand und seiner Mitte), der senkrecht zum Magnetfeld steht. Und damit dreht die Lorentzkraft auf diesen stromdurchflossenen Leiter den Magneten und alles was dranhängt (also auch die Schraube).

lhc' · Gast

Dazu muesste man ueber die Magneten natuerlich genaueres wissen. Mal angenommen die Magneten haetten ein einer normalen Zylinderspule aehnliches Feld. Dann wirkt auf einen Strom, der Senkrecht auf die Zylinderachse zufliesst eine Kraft die Senkrecht auf Stromfluss-Richtung und Magnetfeldrichtung steht. Wegen Newton III wirkt die selbe Kraft auf die Wirbelstroeme im Magneten (die das Feld erzeugen), also wirkt ein Drehmoment bzgl der Zylinderachse auf den Magneten. Da der Draht raumfest ist (wird ja festgehalten), der Magnet aber "lose" an der Batterie haengt, beginnt er sich zu drehen.

Kommt der Strom jedoch von Unten gibt es keine senkrecht aufeinanderstehenden Komponenten des Stromflusses und des Feldes, weswegen keine Kraft entstehen kann (es gibt auch senkrechte anteile, aber die heben sich alle weg).

Du kannst dir das anhand der Lorenzkraft klar machen:

F = q*(v x B), wobei v, B Vektoren sind fuer die Geschwindigkeit der Ladungstraeger im Draht und B die Flussdichte des Magnetfeldes ist.

Mit

folgt noch

.
Genauer gesagt kannst Du die Gesamtkraft auf den Draht berechnen, indem Du die Einzelkraft fuer jedes kleine Drahtstueck ds berechnest. Wenn die Aenderung der Feldstaerke im Laufe des Drahtes vernachlaessigbar ist (zb in einem homogenen feld und einem geraden Leiter) bekommst du einfach:

Das gilt aber nur fuer duenne Leiter, ansonsten ist I zu berechnen durch ein Flaechenintegral ueber die Stromdichte j.

Gruss,
LHC

Gast

Hey Leute!

vielen, vielen Dank, ihr habt mir echt geholfen! smile

ihr seid echt super nett! Nochmal danke!!! smile

eure Ocean!