Elektromotore in der Schule -
Schriftliche Hausarbeit von Rupert Kandsperger

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   Inhalt und Relevanz der Arbeit
 

Ein Leben ohne die Hilfe von Elektromotoren ist heute nicht mehr vorstellbar, da sich diese in vielfältiger Art in vielen Alltagsgeräten befinden. Für Schüler ist der Elektromotor an sich ein interessantes und motivierendes Thema. Aus Tradition heraus wird in der Schule leider in der Regel nur der Gleichstrommotor als Stromwendermotor mit Dauermagnet vorgestellt. Dabei steht die technische Idee der Rückkopplung mittels des Kommutators im Vordergrund. Damit beschränkt man sich nicht nur auf einen einzelnen Motortyp, sondern wählt auch gleich einen komplexen, schwer zu verstehenden Motor, bei dem viele physikalische und technische Grundprinzipien eine Rolle spielen. Die vielfältigen Möglichkeiten, einen Elektromotor im Unterricht bei verschiedenen Themen zu behandeln und auch Schüler aktiv etwas bauen zu lassen, werden nicht genutzt.

Herr Kandsperger gibt deshalb in seiner Schriftlichen Hausarbeit „Verschiedene Elektromotore in Theorie und Schulexperiment“ Physiklehrern hilfreiche Informationen und Versuchsvorschläge.
Zuerst werden elementare physikalische und technische Grundlagen betrachtet, die bei der Behandlung des Elektromotors eine wichtige Rolle spielen, wie die elektromagnetische Kraftwirkung, die Induktion und die Wechselstromeigenschaften von Spulen. Dann wird ein Überblick über die verschiedenen Motorarten und deren Funktionsweisen gegeben und mögliche Schulexperimente aufgezeigt. Der wichtigste Teil bietet einen Überblick über Motormodelle, die Schüler selbst erstellen können - entweder mit einfachen Standardgeräten der Schulphysiksammlung oder Bausätzen, die es speziell für diesen Zweck zu kaufen gibt, oder mit einfachen Haushaltsmitteln. Hinweise über Materialbedarf, Kosten, Bauzeit, Schwierigkeiten, Vor- und Nachteile etc. dienen dem Lehrer als Entscheidungshilfe und als kleine Anleitung für den Aufbau der angeführten Modelle.

 
   Veröffentlichung
 
Da die Arbeit sehr praxisnah ist und für Studierende, Referendare und Lehrkräfte sehr hilfreich ist, wurde sie von Dr. T. Wilhelm überarbeitet, ergänzt und neu formatiert und als Buch im Aulis-Verlag herausgegeben:
 
KANDSPERGER, R.; WILHELM, T.
Elektromotore im Unterricht
Praxis Schriftenreihe Physik, Aulis-Verlag, 2011, 116 Seiten
[Link zur Webseite des Verlages]   [Inhaltsverzeichnis]
 
   Fotos einiger Versuchsvorschläge
 
Modell eines Schrittmotors
 
Zwei Modelle eines Synchronmotors
 
Zwei Modelle eines Asynchronmotors
 
Frequenzumrichter in Kasten
für Versuche mit Drehstrom kleiner Frequenz
Bausatz eines Stieglermotors,
ein Stromunterbrechermotor
Bausatz eines Stromwendermotors mit Dauermagnet
für Gleichstrom
 
   Beispiele einer Simulationen
 
Eine Simulation zur Erklärung der Kraftwirkung auf eine stromdurchflossene Spule im Magnetfeld finden Sie hier.
  
 

| Prof. Dr. Thomas Wilhelm, Institut für Didaktik der Physik, Universität Frankfurt, Max-von-Laue-Str. 1, 60438 Frankfurt am Main |
| vorher: Didaktik der Physik, Universität Augsburg |
| ehemals: Lehrstuhl für Physik und ihre Didaktik, Universität Würzburg |
 
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