Was sind Elektromotoren und wie funktionieren sie?
Der Begriff Elektromotor ist den wenigsten von uns fremd, allerdings ist den meisten von uns wahrscheinlich unbewusst, in welcher Vielfalt von Alltagsgeräten diese Wunderapparate überhaupt vorkommen. Schauen wir uns daher erst einmal an, was ein Elektromotor ist und wie ein solcher funktioniert, dann werden uns auch die Anwendungsgebiete wesentlich deutlicher.
Elektromotoren wandeln elektrische Leistung in mechanische Leistung um und können daher als Antrieb für die verschiedensten Geräte verwendet werden. Von der elektrischen Zahnbürste über Autos bis hin zu Flug- und Raumfahrzeugen. Wie Sie sehen sind Elektromotoren Triebwagen für alle Größenordnungen!
Verschiedenste Mathematiker, Physiker und Erfinder haben zur Entwicklung des Elektromotors wie wir ihn heute kennen beigetragen. Angefangen bei Hans Christian Ørsted der 1820 bereits beobachtete, dass wenn man durch einen Leiter Strom fließen lässt, ein Magnetfeld aufgebaut werden kann. Etwas mehr als 10 Jahre später, 1834 entwickelte Moritz Herman Jacobi den ersten rotierenden Elektromotor. Dieser kam zwar gerade mal auf eine Leistung von 15 W, war aber definitiv ein Vorläufer für den Elektromotor, der ab 1866 Schritt für Schritt andere Antriebsarten ablöste.
Aus diesem kurzen historischen Exkurs wird uns also klar, dass Elektromotoren mit Magneten im Zusammenhang stehen. Schauen wir uns also einmal die Bestandteile genauer an:
Einem simpler Elektromotor aus Permanentmagneten liegt das ganz einfache Prinzipien des Magnetismus zugrunde: gleiche Pole stoßen sich ab, unterschiedliche ziehen sich an und mit elektrischem Strom kann ein nicht magnetisches Teil plötzliche magnetisch gemacht werden. In unserem Motor, der beispielsweise ein industrielle Elektromotor sein kann, haben wir also einen magnetischen Stator, der feste ist, und einen nicht-magnetischen Rotor, der sich bewegen kann. Der Rotor wird durch Stromzufuhr magnetisiert. Wenn der Stator positiv geladen ist und der Rotor nun ebenfalls positiv geladen ist, stoßen sich die beiden ab und der Rotor kann sich durch diese Energie drehen. Durch diese Bewegung und den Wechsel der Polarität ist der Elektromotor somit stets in Bewegung.
Das ist natürlich das vereinfachte Prinzip, um die Funktionsweise anschaulich zu machen. Nun gibt es verschiedenste Modelle, die für unterschiedliche Sektoren und Anwendungen eingesetzt werden. Es gibt 1-phasige und 3-phasige Elektromotoren die sich natürlich in ihrem Aufbau und ihrer Funktionsweise leicht unterscheiden.
Wie bereits erwähnt kommen diese in den unterschiedlichsten Geräten vor und erleichtern unser tägliches Leben. Von ganz einfachen Alltagshelfern wie der Waschmaschine oder der elektrischen Zahnbürste, bei denen natürlich kleinere Motoren zum Einsatz kommen, bis hin zu Leistungsstarken Modellen für die Industrie und Fortbewegungsmittel. Sie bieten einfach zahlreiche Vorteile und werden genau deshalb so gerne eingesetzt:
