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Lexikon Physik

Elektromotor

Eine Maschine zur Umwandlung von elektrischer in kinetische Energie. Man unterscheidet Gleichstrom- und Wechselstrommotoren. Eine mit dem gleichen prinzipiellen Aufbau umgekehrt arbeitende Maschine, die also kinetische in elektrische Energie verwandelt, nennt man Generator.

Ein sehr einfaches Beispiel eines Gleichstrommotors ist eine Leiterschleife, die im Magnetfeld eines Dauermagneten drehbar gelagert ist. Wenn ein Strom durch diese „Minimalspule“ fließt, entsteht durch Induktion ein magnetisches Gegenfeld. Daraufhin richtet sich die Schleife so aus, dass sich der Nordpol des induzierten Feldes zum Südpol des Dauermagneten bewegt. Wenn man nun immer gerade dann, wenn er diesen erreicht, den Strom in der Leiterschleife umpolt, wird die Schleife in eine kontinuierliche Drehbewegung versetzt. Das Umpolen besorgt ein Polwender oder Kommutator genannter Schleifkontakt.

Elektromotor - Abbildung 1

Bei technischen Elektromotoren enthält die sich drehende Spule zur Verstärkung des Magnetfelds einen Eisenkern. Man nennt sie auch Anker, Läufer oder Rotor. Das magnetische Hauptfeld (im obigen Beispiel das des Dauermagneten) heißt Erregerfeld; es wird oft ebenfalls von einer Spule oder Wicklung, der Erregerwicklung, erzeugt. Diese feststehende Spule heißt auch Ständer oder Stator.

Sind Ankerspule und Erregerspule in Reihe geschaltet, spricht man von einem Hauptschlussmotor, bei einer Parallelschaltung von einem Nebenschlussmotor. Bei Hauptschlussmotoren besteht die Gefahr des „Durchgehens“, d. h., bei abfallender Belastung kann die Drehzahl stark ansteigen. Bei Nebenschlussmotoren variiert die Drehzahl zwischen Leerlauf und Volllast nur um 10–15 %.

Wechselstrommotoren sind meistens Hauptschlussmaschinen, da sich die Drehrichtung bei gleichzeitigem Umpolen von Anker und Erreger nicht ändert. Daher nennt man den Hauptschlussmotor auch Universalmotor. Er wird z. B. bei elektrischen Lokomotiven eingesetzt, allerdings – zur Vermeidung von zu hohen Funkenspannungen – nur bei 1/3 der normalen Netzfrequenz (16,66 Hz). Eine Besonderheit sind Drehstrommotoren, bei denen ein umlaufendes Hauptfeld (ein sog. Drehfeld) den Läufer in Rotation versetzt.

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