Frage zum Elektromotor: Ich möchte von euch wissen, ob folgendes Ereignis realistisch ist, am Besten begründet?
Die folgende Frage ist Speziell für Physiker/Leute die sich mit dem Elektromotor auskennen oder Mechaniker:
Auf dem Foto sieht man einen Elektromotor, der mit Gleichstrom betrieben ist. Dieser kann im sogenannten Totpunkt (Wenn der Rotor waagerecht steht) sich nicht drehen, weil A kein Strom in den Kommutator fließt und B es in keiner Richtung näher ist, das sich zwei Pole anziehen.
Nun folgende Frage: Wenn man den Elektromotor mit Wechselstrom anstatt mit Gleichstrom verwendet, Wechselt die Stromrichtung entsprechend des Intervalles des Wechselstroms. Wenn nun der Rotor am rotieren ist und plötzlich sich die Richtung des Wechselstroms ändert, gäbe es die geringe Wahrscheinlichkeit, dass der Rotor exakt im Totpunkt stehen bleibt und sich auch nicht weiter drehen kann, weil der Strom dann ja nicht durch die Spule fließt?
Selbst wenn dieser Fall äußerst Selten sein sollte, könnte er theoretisch doch eintreffen?
4 Antworten
Unabhängig von deiner Einleitung und deinen Überlegungen:
Wenn nun der Rotor am rotieren ist und plötzlich sich die Richtung des Wechselstroms ändert, gäbe es die geringe Wahrscheinlichkeit, dass der Rotor exakt im Totpunkt stehen bleibt und sich auch nicht weiter drehen kann, weil der Strom dann ja nicht durch die Spule fließt?
Es gibt in diesem Universum nur ein Phänomen, dass - theoretisch - instantan geschieht, und das ist die Bewegung eines Photons aus der Perspektive eines Photons.
Alles andere, egal im Mikro- oder Makrokosmos, benötigt Zeit. Physikalisch gesehen gibt es somit kein "sofort". Eine instantane Abbremsung oder Beschleunigung würde mindestens die Eliminierung jeglicher Trägheit voraussetzen. Das kann es in diesem Universum nicht geben.
Wenn der Rotor keine Massenträgheit hätte und die Richtungsänderung des Stromes in einer zeitlichen Dauer von t=0 erfolgen würde, ja. Wie bereits erwähnt, kann das in unserem Universum nicht geschehen.
Annahme A ist falsch.
Auch im Totpunkt fließt ein Strom, nur wirkt das daraus entstehende Magnetfeld gleichermaßen auf beide Pole.
Wenn der Rotor waagerecht steht dann sind die Bürsten an den schwarzen Punkten, die sind Nichtleiter.
"Elektromotor ... kann im ... Totpunkt .... sich nicht drehen, weil ... kein Strom ... fließt ..."
Wie kommst Du darauf, dass der Rotor im Leerlauf für Millisekunden blockiert werden soll? Wenn beim Auto mit dem Treten der Kupplung die Vorderachsen voll blockiert würden, würde sich der Wagen überschlagen! Das Trägheitsmoment sorgt doch für den Durchlauf!
Deine Frage bezieht sich vermutlich auf den Sonderfall, dass der Motor beim Einschalten gerade genau im Totpunkt steht. Da hat er natürlich kein Trägheitsmoment. Dafür habe ich gerade keine schnelle Antwort parat.
Genau, aber wenn der Rotor kurz vor dem Erreichen des Totpunkts abgebremst wird, weil der Wechselstrom die Richtung ändert und somit die Spule ihre Polung, verringert dass doch die Trägheit und mit einer kleinen Chance bleibt der Rotor im Totpunkt stehen, weil die Trägheit und die Abstoßung perfekt ausbalanciert sind
Der Motor wird doch bei Ausbleiben des Antriebs nicht abrupt abgebremst! Der verringert je nach Belastung und Trägheitsmoment mehr oder weniger seine Drehzahl. Damit kommt er im Lauf immer über den Totpunkt. Kritisch kann es nur werden, wenn er aus dem Totpunkt heraus anlaufen soll.
Kann es also sein das er im Totpunkt stehen bleibt?
Aus dem Stand heraus im Prinzip ja. Aber das lässt sich wohl irgendwie vermeiden. Frage dazu Spezialisten.
Nein ich meinte wenn er sich schon dreht ob er im Totpunkt stehen bleiben könnte.
Nein! Wenn der Rotor am rotieren ist, hat er ein Trägheitsmoment. Im von Dir beschriebenen Totpunkt ist das Antriebsmoment kurzzeitig Null, aber das heißt NICHT, dass der Rotor sofort steht. Er dreht etwas weiter und sofort gibt es wieder ein Antriebsmoment.
Genau, aber wenn der Rotor kurz vor dem Erreichen des Totpunkts abgebremst wird, weil der Wechselstrom die Richtung ändert und somit die Spule ihre Polung, verringert dass doch die Trägheit und mit einer kleinen Chance bleibt der Rotor im Totpunkt stehen, weil die Trägheit und die Abstoßung perfekt ausbalanciert sind.
Ein Wechselstrommotor hat keinen Kommutator, sondern zwei Schleifringe ohne Polwechsel. das ist dann ein Synchronmotor, die früher in elektrischen Uhren verwendet wird. Diese funktionieren nur wenn die Drehzahl genau der Netzfrequenz entspricht und deshalb müssen die beim Einschalten ,,angeworfen" werden (von Hand oder mit einer Hilfswicklung)
Ausserdem gehst Du fälschlicherweise davon aus, dass Wechselstrom plötzlich die Richtung ändert. Wechselstrom ändert sich gemäss eine Sinuskurve, das heisst dass die Spannung und somit die Bremswirkung kurz vor und nach der Richtungswechsel sehr gering sind.
Nein, ich meinte dass man an diesen Gleichstrommotor Wechselspannung anlegt und der Kommutator bleibt.
Dann ist die Wahrscheinlichkeit sehr hoch dass der Motor überhaupt nicht dreht und nach kurzer Zeit sehr heiss wird . . . .
Mein Physiklehrer meinte er würde sich drehen und ich muss herausfinden ob die beschriebene Situation eintrifft.
Würde der Fall trotzdem gehen?