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Aufgabe

Umpolen beim Elektromotor

Schwierigkeitsgrad: mittelschwere Aufgabe

Joachim Herz Stiftung
Abb. 1 Verschiedene Vorschläge für den Zeitpunkt zum Umpolen

a)Gib an, in welcher Stellung des Ankers in Abb. 1 der Strom durch den Anker umgepolt werden muss und begründe deine Wahl.

b)Zeichne für diese Stellung die Stromzuführungen ein und gib dafür eine kurze Begründung.

c)Erläutere, warum bei diesem Motortyp die nichtleitende Lücke (in den Grafiken schwarz dargestellt) zwischen den leitenden Halbringen (gelb) am Kommutator breiter als die Bürsten sein muss, durch welche der Strom zugeführt wird.

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Joachim Herz Stiftung
Abb. 2 Richtiger Zeitpunkt zum Umpolen

a)In Stellung D muss umgepolt werden, da sich der Anker hier im Totpunkt befindet und kein Drehmoment mehr auf den Anker wirkt.

b)Aufgrund der Lage der metallischen Halbringe am Kommutator (gelb dargestellt) müssen die Bürsten oben und unten angebracht werden, da sie beim Umpolen gerade mit dem isolierten Teil (schwarz dargestellt) des Kommutators in Kontakt sein müssen.

c)
Joachim Herz Stiftung
Abb. 3 Kurzschluss bei zu breiten Bürsten (grau)

Die Lücke zwischen den metallischen Halbringen am Kommutator muss größer als die Bürstenbreite sein, da sonst beim Umpolen ein Kurzschluss der Stromquelle stattfinden würde. Die Skizze in Abb. 3 stellt diesen "zerstörerischen" Fall dar.

Grundwissen zu dieser Aufgabe

Elektrizitätslehre

Kraft auf Stromleiter - E-Motor