Elektromotoren sind aus unserem modernen Alltag nicht mehr wegzudenken. Überall werden sie eingesetzt und das schon wesentlich länger als Dieselmotoren oder Benzinmotoren. Auch der Wirkungsgrad dieser Motoren ist wesentlich höher. Deshalb bleibt abzuwarten, wann sie Serienmäßig in Pkw’s eingesetzt wird. Doch wie funktioniert so ein Motor überhaupt?
Was ist ein Elektromotor?
Es handelt sich um einen Motor, der elektrische Energie in mechanische umwandelt, denn Energie wird nie gewonnen, sondern nur umgewandelt. Dies leitet sich aus dem Energieerhaltungssatz ab, den die Physik vorgibt. Ein Elektromotor benötigt also Strom, Wechselstrom oder Kraftstrom, und wandeln diesen um und stellt dabei mechanische Energie zur Verfügung. Diese mechanische Energie kann für alle Anwendungen benutzt werden, im privaten und industriellen Bereich.
Funktionsweise eines Elektromotors
Doch wie wird diese elektrische Energie in mechanische genau umgewandelt? Im Grunde handelt es sich hier um Elektromagnetismus, eine physikalische Eigenschaft. Wenn Strom durch einen Leiter, z.B. einen Draht, fließt wird ein Magnetfeld aufgebaut. Hier wird die Eigenschaft ausgenutzt, dass ich magnetische Pole gegenseitig abstoßen bzw. anziehen. Deshalb sind in einem Elektromotor zwei Elektromagneten verbaut. Wenn an einer Spule Spannung anliegt, wird sofort ein Magnetfeld aufgebaut. Um den Motor herum befindet sich ein fixer Ring, wo ein Elektromagnet oben und einer unten sitzt. Die Mitte bildet ein drehbarer Rotor, auch ein Elektromagnet. Also Rotor innen und der Außenring, der fest sitzt. Deshalb wird der feste Außenring Stator genannt. Um den Rotor zum Drehen zu bewegen, wird die Anziehungskraft zwischen den beiden Polen ausgenutzt. Damit der Rotor aber dann nicht stehen bleibt, muss dieser Vorgang immer wieder blitzschnell wiederholt werden, sodass eine durchgehende Drehbewegung entsteht.
Dies ist die einfache Erklärung für die Funktionsweise eines Elektromotors. Es gibt sicherlich noch spezielle Details, denn es gibt auch ganz spezielle Motoren , auf die hier aber nicht im Detail eingegangen werden soll. Weitere Infos dazu gibt es auf der Websites von NBE-Elektrische Maschinen und Geräte GmbH.
Für die meisten Anwendungen genügen Elektromotoren, wie beschrieben.
Geschichtlicher Hintergrund: Dass elektrischer Strom eine magnetische Wirkung aufzeigt, entdeckte im frühen 19. Jahrhundert der Physiker Hans Christian Ørsted (Dänemark). Faraday hat das Experiment ausgebaut und festgestellt, dass ein rotierender Magnet in bzw. um elektrischen Leitern Strom erzeugt. Bereits ein paar Jahrzehnte später wurden die ersten Elektronetze etabliert. In Deutschland war es vor allem das Unternehmen AEG (Allgemeine Electricitäts Gesellschaft), das für die Erzeugung von elektrischer Energie und deren Verfügbarkeit für die Menschen vorantrieb. Thomas Edison war in den USA bekannt, diese großartige Entwicklung und den Bau von Elektromotoren zu forcieren. Übrigens gibt es verschiedene Typen von Elektromotoren: den Gleichstrommotor, Wechselstrommotor und Drehstrommotor.
(Bilderquelle: Pixabay.com – CC0 Public Domain)