Homopolarmotor

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Selbstgebauter einfacher Homopolarmotor realisiert mit einer Holzschraube aus Eisen, einer Batterie, einem Draht, und einem Magneten. Die Schraube und der Magnet drehen sich.

Ein Homopolarmotor ist ein kommutatorloser Gleichstrommotor basierend auf der Unipolarinduktion. Der Motor dreht sich entlang einer festen Achse, welche parallel zum Magnetfeld eines Dauermagneten gerichtet ist. Homopolar soll andeuten, das der Strom nicht kommutiert wird. Solche Motoren bestehen notwendigerweise aus einer einzigen Stromschleife. Da diese Motoren nur kleine Drehmomente erzeugen können, ist deren technische Anwendung stark eingeschränkt.

Funktionsweise[Bearbeiten]

Homopolarmotor in Betrieb

Der Homopolarmotor wird durch die Lorentzkraft angetrieben. Diese entsteht, wenn die Ladungsträger auf dem Weg zur Mitte der Drehachse durch das vom kleinen Magneten erzeugte Magnetfeld wandern und abgelenkt werden.[1] Da die Feldlinien des Magnetfeldes und die Drehachse immer in die gleiche Richtung zeigen, dreht sich der Motor auch ohne Kommutierung. Der Vorteil der Einfachheit wird durch den Nachteil des kleinen Drehmomentes zunichtegemacht. So wie viele andere elektrische Maschinen ist der Homopolarmotor reversibel. Er kann ohne Gleichrichter und ohne Kommutator eine Gleichspannung generieren, wenn die Drehachse mechanisch verdreht wird, und wird dann als Unipolargenerator bezeichnet.

Geschichte[Bearbeiten]

Erste Aufbauten wurden von Michael Faraday 1821 in der Royal Institution von London vorgeführt.[2][3] Eine weitere historische Bauform dieses Motortyps wird als Barlow-Rad bezeichnet.

Bauanleitung[Bearbeiten]

Der Homopolarmotor kann sehr leicht nachgebaut werden. Ein Permanentmagnet erzeugt das externe magnetische Feld und eine Batterie erzeugt den elektrischen Strom. Der Magnet muss sich nicht unbedingt mitbewegen oder mit der Drehachse in Kontakt sein. Sein einziger Zweck ist, das Magnetfeld zu erzeugen.[4][5]

Galerie[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]

Quellen[Bearbeiten]

  1. See, e.g., Richard P. Feynman, The Feynman Lectures on Physics, vol. II, section 17-2, (Reading, MA: Addison-Wesley, 1964). ISBN 0-201-02117-X
  2. Michael Faraday, "New Electro-Magnetic Apparatus," Quarterly Journal of Science, Literature and the Arts 12, 186-187 (1821). Scanned pages
  3. Michael Faraday, "Description of an Electro-magnetic Apparatus for the Exhibition of Rotatory Motion," Quarterly Journal of Science, Literature and the Arts 12, 283-285 (1821). Scanned pages Original illustration (plate) of the homopolar motor, referred to on p. 283 of Faraday's second article. Index of Quarterly Journal for Faraday, Michael
  4. "How the build the simplest electric motor", from Evil Mad Scientist Laboratories, Aug. 7, 2006
  5. "How to make a homopolar motor, from Dangerously Fun, Jan. 31, 2007