Physik-Experimente: Den einfachsten Elektromotor der Welt selbst bauen

Experiment 1: Die rotierende Schraube 

Aufbau des Experiments:

1. Das Papier an der Schraube befestigen. Es soll die Bewegung besser sichtbar machen.
2. Den Schraubenkopf an den Magneten anhaften lassen.
3. Die Schraubenspitze an den Plus- oder Minuspol der Batterie hängen.
4. Mit dem Kabel den Minuspol mit der Seite des Magneten verbinden.

Was passiert?

Die Schraube beginnt sich zu drehen. 

Warum dreht sich die Schraube?

Die Schraube mit dem Magneten wird in diesem Versuch zum Rotor, der durch die Lorentzkraft angetrieben wird: Der Strom fließt von einem Pol der Batterie über den Draht, den Magneten und die Schraube zum anderen Batteriepol. Dabei passiert der Stromfluss das Magnetfeld des Neodym-Magneten. Es kommt zu einer senkrecht zum Stromfluss und den Magnetfeldlinien gerichteten Ablenkung durch die Lorentzkraft. Die abgelenkte elektrische Energie wird in mechanische Energie umgewandelt: Die Schraube beginnt sich zu drehen.

Experiment 2: Der rotierende Draht

Aufbau des Experiments:

1. Den Plus- oder Minuspol der Batterie auf den Magneten stellen.
2. Die Drahtenden verbinden und mittig eine kleine Schlaufe in den Draht biegen.
   Es sind verschiedenen Formen möglich. Wir haben uns für ein Herz und eine Spirale entschieden.
3. Die Drahtschlaufe auf den Pluspol der Batterie stellen und die Drahtenden mit dem Magneten verbinden.

Was passiert?

Der Draht beginnt sich zu drehen. Verbindet man den anderen Pol der Batterie mit dem Magneten, ändert sich die Drehrichtung.

Warum dreht sich der Draht?

Der durch die Batterie erzeugte Stromfluss macht den Kupferdraht zu einem stromdurchflossenen Leiter. Befindet dieser sich innerhalb eines Magnetfelds, wirkt auf ihn die sogenannte Lorentzkraft. Das Magnetfeld lenkt dabei die durch den Draht fließenden Ladungsträger ab, sozusagen „aus dem Draht hinaus“. Da die Ladungsträger aber nicht aus dem Draht hinauskönnen, beginnt sich der Draht zu drehen.

Häufig gestellte Fragen

Quellen

• Albert-Ludwig-Universität Freiburg. Experimente Physikalisches Institut: Einfachster Motor
• Lernhelfer: Lorentzskraft
• SimplySience: Der Homopolarmotor 
• H. Joachim Schlichting, Christian Ucke: Der einfachste Elektromotor der Welt: Spielwiese, in: Physik in unserer Zeit 35 (6), 2004, S. 272f.