Exercise:
Auf dem Internet gibt es Anleitungen wie man mit einfachen Mitteln selbst einen Elektromotor bauen kann. Man braucht dazu einen Haushaltmagneten pqmT eine pq.V-Batterie Innenwiderstand pq.Omega sowie lackierten Kupferdraht von pq.mm Durchmesser. Als erstes baut man den Rotor indem man den Draht -mal zu einem Quadrat von pq.cm Seitenlänge wickelt und auf beiden Seiten pqcm Draht vorstehen lässt. Dann legt man die Batterie neben den Haushaltmagneten Nordpol nach oben und baut mit je pqcm Draht von jedem Pol der Batterie eine Zuleitung auf welcher der Rotor dann direkt über dem Magneten platziert werden kann. Kratzt man nun bei dem vorstehen Draht auf der Oberseite den Lack ab hat man einen Kommutator geschaffen -- und der Rotor dreht sich über dem Haushaltmagneten. center includegraphicswidth.textwidth#image_path:elektromotor-selbst-gebaut# center abcliste abc Berechne die Stromstärke welche durch den Rotor fliesst. scriptsize Falls du diese Teilaufgabe nicht lösen kannst verwe für die Stromstärke pqA. abc Wie lange dreht sich der Rotor wenn die Batterie eine Kapazität von pqmAh hat? Nimm dabei an dass die Klemmenspannung und der Innenwiderstand der Batterie konstant bleiben währ der Entladung. abc Welche Lorentzkraft wirkt maximal auf eine quadratische Windung des Rotors? scriptsize Falls du diese Teilaufgabe nicht lösen kannst verwe für die Lorentzkraft pq.N. abc Welches Drehmoment wirkt maximal auf den Rotor? abc Wenn die Batterie abgenommen und der Rotor als Generator umfunktioniert wird welche Spannung ist zwischen den Zuleitungen zu erwarten wenn der Rotor in pq.s von seiner horizontalen Lage um grad gedreht wird? abcliste

Solution:
abcliste abc Insgesamt wird eine Kupferdrahtlänge von l pq.m + pq.m + pq.m pq.m verbraucht. Diese hat den Widerstand R_K rho fraclA pq.Omega m fracpq.mpq.m^ pq.Omega. In Serie mit der Batterie mit Innenwiderstand pq.Omega ergibt sich ein totaler Widerstand von pq.Omega. Durch das Kabel fliesst demnach ein Strom von I fracUR fracpq.Vpq.Omega pq.A. abc Mit einer Kapazität von pq.Ah könnte sich der Rotor t fracQI fracpq.Ahpq.A pq.h pq.min also rund pqmin drehen. abc Wenn der Rotor vertikal über dem Magneten steht wirkt die Lorentzkraft F IlB pq.A pq.m pq.T pq.N und zwar sowohl auf das obere wie auch das untere Leiterstück. abc Der Rotor besteht aus Windungen jede erfährt im Abstand von pq.mm zur Drehachse oben und unten die eben errechnete Lorentzkraft. Daraus ergibt sich das Drehmoment M rF pq.m pq.N pq.Nm. abc Die induzierte Spannung ist nach dem Gesetz von Faraday: U - N fracDelta Phi_mDelta t - frac pq.T pq.m^pq.s pq-.V pq-.mV abcliste