Der Homopolarmotor

Elektromotoren finden sich überall in unserer modernen Welt und sind mittlerweile nicht mehr wegzudenken. Viele deiner elektrisch angetriebenen Geräte zu Hause werden durch einen Elektromotor zum Leben erweckt. Hier kannst du mit Kupferdraht, Batterie und Magneten ganz einfach einen sogenannten Homopolarmotor bauen.

Material für den Homopolarmotor — Mit diesem Material lässt sich ein Homopolarmotor bauen. Bild: Redaktion SimplyScience.ch

Das brauchst du:

Zange
1 neue Batterie
1 Stück Kupferdraht
3-4 starke Magnete

Als Kupferdraht kann man ein haushaltübliches Elektrokabel nehmen, die Isolation entfernen und den darin befindlichen Draht verwenden.

So wird's gemacht:

Homopolarmotor aus Kupferdraht, Batterie und Magneten. Bild: Redaktion SimplyScience.ch

Forme den Kupferdraht zu einer Herzform und passe sie auf die Grösse der Batterie an.
Forme mit den Enden des Drahts eine Schlaufe um die Batterie, achte dabei darauf, dass der Draht locker um den Magneten passt.
Befestige die Magnete auf dem negativen Pol der Batterie. Wenn nötig kannst du am positiven Pol mit einem Schraubenzieher eine kleine Delle machen, um die Drahtspitze des Herzens besser zu zentrieren.
Stülpe die Drahtfigur über die Batterie und schau was passiert.

Hilfe, es funktioniert nicht!

Kontrolliere, ob die Batterie noch geladen ist.
Passe die Drahtfigur so an, dass der Draht locker um den Magneten fällt und die Unterlage nicht berührt.
Überprüfe, ob du wirklich einen Kupferdraht verwendet hast.

Experimentiere mit verschiedenen Batterien und mehr oder weniger Magneten, verändert sich etwas?

Homopolarmotor erklärt Lorentzkraft — Bild: Ths1104 and Smial/Wikimedia Commons, Public Domain

Was steckt dahinter?

Durch die Drahtschlaufe fliesst Strom vom einen Pol der Batterie zum anderen. Gleichzeitig erzeugen die Magnete ein Magnetfeld um die ganze Anordnung herum. Das Magnetfeld beeinflusst den unter Strom stehenden Draht: Es lenkt die darin fliessenden Ladungsträger ab und zwar im rechten Winkel "aus dem Draht heraus" und wirft sie so aus ihrer Bahn (man nennt dies die Lorentzkraft). Da die Ladungsträger den Draht aber nicht einfach verlassen können, beginnt sich die gesamte Drahtschlaufe zu bewegen und dreht sich durch das Magnetfeld, immer in Richtung der Lorentzkraft.

Legende zum Bild:
Beige: Kupferdraht
Blau: Richtung des Stromflusses
Rot: Magnetfeld
Grün: (Lorentz)-Kraft, die auf die Ladungsträger des Stroms wirkt

Hast du Lust einen weiteren Elektromotor zu bauen? Klicke hier für die Anleitung zum Bau eines Gleichstrommotors.

Text und Bilder: Redaktion SimplyScience.ch

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21.10.2020

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