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Wie funktioniert ein Motor?

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Wikipediaartikel:
„Motor#Arten_von_Motoren“


Ein Motor dient dazu eine beliebige Energieform (also z.B. chemisch oder elektrische Energie) in mechanische Energie umzuwandeln, die dann genutzt werden kann um technische Geräte anzutreiben. Da es viele Formen von Energie gibt sind auch viele unterschiedliche Motor-Bauarten entstanden.

Elektrische Motoren Bearbeiten

Es gibt viele verschiede Arten von Motoren. Hier einige Beisbiele: 3-Phasen Asynchron Wechselstrommotor: Unser Stromnetzhat drei Phasen. Eine Phase pulsiert sinusförmig (in einer Kurve) von + nach - 50 mal in der Sekunde (zumindest bei uns in Europa, ergibt 50 Herz). Jede Phase ist gleichmässig versetzt.

Im Motor haben wir, meistens an der Aussenseite, die Wicklung sowie ein rotierendes Bauteil, den sogenannte Anker, der eigentlich nur aus Aluminiumstäben bestehen kann. Die Aluminumstäbe haben eine andere Anzahl als die Wicklungen, hier zum Beispiel Vier. Wenn wir also Strom auf eine Wicklung geben, erzeugt die Wicklung ein magnetisches Feld, zum Beispiel ein positives. Der Anker "nimmt" dieses magnetische Feld auf und erzeugt somit auch wieder ein magnetisches Feld. Durch das Phänomen, das sich zwei gleich gepolte (+ und + oder - und -) Magnete abstossen und anders gepolte (+ und -) anziehen, dreht sich der Motor. Weil wir aber eine andere Anzahl Aluminiumstäbe als Wicklungen haben, rennt der Anker immer dem Magnetfeld hinterher.

Beim 3-Phasen Synchronmotor werden als Anker nicht Aluminiumstäbe, sondern Magnete eingesetzt. Dadurch ist der Synchronmotor präziser, da dieser immer gezwungen ist, die gleich Richtung wie das Magnetfeld zu haben.

Beim 2-Phasen Motor wird die Dritte Phase mit einem kurzzeitigen Speicher simuliert. Sonst weis der Motor ja nicht, in welche Richtung er drehen soll.

Der Gleichstrommotor funktioniert auch entweder mit oder ohne Magneten.

Bei demjenigen mit Magneten wechseln wir einfach die Polarität (von + zu -) indem wir Strom auf den drehenden Stator geben. Dies passiert so versetzt, das sich dieser immer in die gleich Richtung dreht. Der Gleichstromgenerator funktioniert übrigens nach dem Umgekehrten Prinzip: Du kannst auch einmal eine Batterie an einen Fahrraddynamo anhängen und zuschauen wie er dreht.

Bei demjenigen ohne Magneten wird einfach ein Strom auf die festen Spuhlen gegeben, worauf wir wieder so etwas wie einen Magneten haben.

Verbrennungsmotoren Bearbeiten

Beim 4-Takt-Otto- und Dieselmotor wird ein Kraftstoffgemisch verbrannt. Dadurch wird Energie frei, die zu einer Temperatur- und Druckerhöhung des Gemischs führt. Das Gemisch ist nun, den Gesetzten der Thermodynamik folgend, bestrebt sich auszudehnen, was genutzt wird um eine Mechanik in Bewegung zu setzten, was unterschiedlich umgesetzt wird.

Bei dem klassischen 4-Takt-Motor beispielsweise dehnt sich das Gemisch während der Verbrennung aus und drück den Kolben herunter, der seine Bewegung über ein Pleuel an die Welle weitergibt (1. Takt). Am unteren Punkt ist die Energie aufgebraucht, das Auslassventil öffnet sich und der Kolben bewegt sich (durch einen anderen Kolben oder den Schwung der Welle angetrieben) nach oben und das Verbrannte Gemisch strömt heraus (2. Takt). Nun wird das Auslassventil geschlossen und das Einlassventil geöffnet. Der Kolben wird wieder nach unten bewegt um neues Gemisch anzusaugen (3. Takt). Zum Schluss wird der Kolben nach oben bewegt, das Gemisch wird Verdichtet (4. Takt) (wenn der Kolben ganz unten wäre könnte er bei der Verbrennung nicht mehr weiter runter, außerdem wird so der Wirkungsgrad enorm gesteiget) und der Zyklus beginnt von neuem.

Hydromotoren Bearbeiten

Hyrdomotoren nutzen die Energie eines Flüssigkeitsstromes. Dieser durch Schaufelräder, Zahnräder, Kolben oder Lamellen geleitet, die dadurch angetrieben werden.

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