Heute möchten Ihnen eine sehr beeindruckende Magnetanwendung vorstellen; Solarmotor mit schwebendem Rotor aus Holz
Eine praktische Anwendung für diesen Motor gibt es nicht. Auf der Fensterbank ist er ein echter Hingucker, der bei Gästen immer wieder für Verblüffung sorgt.
Solarmotor mit schwebendem Rotor aus Holz
Schwebender Rotor
Um den Rotor zum Schweben zu bringen, sind 4 Magnete im Stator und mindestens 2 Magnete auf der Welle erforderlich.
Für den Stator habe ich 4 Scheibenmagnete Ø 20 x 10 mm (SM-20×10-N) eingesetzt und für den Rotor 2 x 2 Ringmagnete Ø 18 x 10 x 4 (RM-18x10x04-N).
Um den Rotor zum schweben zu bringen, müssen die Magnete laut der Zeichnung angeordnet werden.
Um den Rotor vom Ausschlagen zu schützen, muss ein Freiheitsgrad eingeschränkt werden. Dieser wurde durch das einsetzen einer Kugelschreiber Mine durchgeführt.
Durch das abstützen der Kugel an der hinteren Glasscheibe wird eine Illusion erzeugt. Diese stellt einen völlig frei schwebenden Rotor dar.
Drehung des Rotors (Motorbetrieb)
Hier kommt das Gesetz der Lorentzkraft zur Anwendung. Die Kraft, die ein stromdurchflossener Leiter (oder Spule) in einem magnetischen Feld erfährt. Hierfür wurden unterhalb der Solarzellen des Rotors, 4 Spulen aus Kupferlackdraht auf den Spulenträger gewickelt.
Jede Spule ist elektrisch mit 2 um 180° versetzten Solarzellen verbunden. Wenn Licht einfällt, fließt kontinuierlich Strom durch die Spule. Die Solarzelle der Spule ist der Lichtquelle zugewandt.
Unterhalb des Rotors befinden sich im Zentrum des Stators die Feldmagnete. Hier hätte ich 4 Quadermagnete QM-20x20x03-N verwendet, hatte aber noch ältere, etwas größere Quadermagnete aus einem anderen Projekt vorrätig, so dass ich diese verwendet habe.
Der Strom in den Spulen in Verbindung mit dem Feld der Quadermagnete erzeugt die Lorentzkraft, die wiederum ein Drehmoment am Rotor erzeugt. Durch Lichteinfall auf die Solarzellen dreht sich der Rotor kontinuierlich.
Materialliste:
- Ringmagnete RM-18x10x04-N 4 Stück
- Scheibenmagnete SM-20×10-N 4 Stück
- Quadermagnete QM-20x20x03-N 4 Stück
- 8 Solarzellen 0,5 V / 150 mA – mit Lötanschluss (Artikelnummer: 695-SM150L von Fa. EDUNIKUM)
- 60 g Kupferlackdraht Ø 0,25 mm
- Sperrholz 4 – 5 mm dick
- Vollholz 18,5 – 19 mm dick
- Rundholz Ø 10 mm
- Glasscheibe ca. 70 x 80 mm 2, ca. 2 mm dicke (In diesem Fall, aus einem alten Bilderrahmen)
- Mine eines Kugelschreibers
- Zwei- Komponenten- Kleber
- Holzleim
- Lötzinn
- Unterstützung
Video: