Physik – Energieversorgung – Einfacher Elektromotor

Einfacher Elektromotor

Versuchsvideo (mit Ton)

Übungen

Übung 1

Übung 2

Für Lehrkräfte

Unterrichtsthema	Elektromotor
Klassenstufen	8 bis 10
Wer experimentiert?	Schülerinnen und Schüler im Unterricht in Partner- oder Gruppenarbeit
Ziele und Kompetenzen	Die Schülerinnen und Schüler können: Schaltungen für einfache Modelle von Elektromotoren aufbauen und erforschen die Wechselwirkungen magnetischer Felder zur Erzeugung einer Drehbewegung nutzen

Vorausgesetzte Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler:

• können einfache elektrische Stromkreise planen und aufbauen
• kennen die magnetischen Felder um stromdurchflossene Leiter
• können die anziehenden und abstoßenden Kraftwirkungen beschreiben, die auf Magnete in einem Magnetfeld ausgeübt werden

Materialliste

je Versuchsgruppe:

• Flachstabmagnet, AlNiCo, mit Lagerpfanne
• Nadelstativ
• 2 Experimentierkabel, rot, 25 cm
• Experimentierkabel, blau, 100 cm
• Abgreifklemme
• Drucktaster (Schließer) auf Sockel
• Eisenkern (I-Kern)
• Spule mit 600 Windungen
• Stromversorgungsgerät 1 bis 6 V/2,5 A DC
• Klebeband, farbig
• Schere

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Hinweise zur Vorbereitung

Alle Materialien (Geräte, Arbeitsblätter, Hilfeblätter, Protokollvorlagen) müssen für jede Versuchsgruppe bereitgestellt werden, zum Beispiel in Körben, auf Tabletts oder in Schalen.

Hinweise zur Durchführung im Unterricht

Für das Funktionieren des Versuchs darf das Magnetfeld der Spule weder zu stark noch zu schwach sein. Sie können mithilfe des Abstands Spule–Nadelstativ sowie durch den optionalen 1Einsatz eines Eisenkerns die optimale Abstimmung herausfinden.

In leistungsschwächeren Lerngruppen kann es vorteilhaft sein, den zweiten Teilversuch (verbesserter Elektromotor mit Polwender) von der Lehrkraft vorführen zu lassen, weil die Bedienung des Steckers am Polwender (abgeklebte Lagerbuchse) etwas Fingerspitzengefühl erfordert.

Je nach dem zeitlichen Abstand kann es für das Verständnis der Wechselwirkungen magnetischer Felder von Vorteil sein, vor dem Versuch das Video „Magnetische Felder sichtbar  machen“ als Wiederholung zu zeigen.

Die zentrale Stromversorgung sollte erst eingeschaltet werden, nachdem alle Schaltungen kontrolliert wurden.

Hinweise zur Auswertung

Die Ergebnissicherung erfolgt im Anschluss der Versuche und Messungen mit der Bearbeitung der editierbaren Protokollvorlage. Dabei wird anhand der Beobachtungen erkannt, dass der Elektromagnet nur zu bestimmten Zeitpunkten eingeschaltet werden darf, damit eine möglichst kontinuierliche Rotation des Dauermagneten entsteht.

Downloads

(editierbare Worddateien; PDFs)

Weiteres

Projektidee „Weiterentwicklung des Elektromotors“: Die Schülerinnen und Schüler formulieren Vor- und Nachteile der beiden einfachen Modell-Elektromotoren. Sie überlegen, was man am Elektromotor noch verbessern könnte und bauen nach Anleitung einen Modell-Elektromotor aus einem Bausatz (zum Beispiel Schüler Set Elektromotor, Cornelsen Experimenta) in Partner- oder Gruppenarbeit. Der funktionstüchtige Motor wird im Anschluss erprobt und erforscht.

Autor: Dr. Dietmar Karau