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Dynamo bauen - so gelingt ein Anschauungsmodell

Sie benötigen ein Anschauungsmodell, wie ein Dynamo funktioniert. Am einfachsten lässt sich ein Dynamo, der ja elektrische Energie erzeugt, mit einem Hufeisenmagneten und einer Stromschleife bauen.

Sie benötigen einen Hufeisenmagneten.
Sie benötigen einen Hufeisenmagneten. © Albrecht E. Arnold / Pixelio

Was Sie benötigen:

  • ein (möglichst starker) Hufeisenmagnet
  • eine Drahtschleife (z. B. aus dünnem Stromkabel)
  • kleines Rohr oder Stange aus Kunststoff
  • Klebeband
  • Schelle oder Klemme aus Kupfer (z. B. von einem Schlauch)
  • Befestigung für Drahtschleife bzw. Rohr, z. B. aus Baukasten
  • Probebirnchen oder Spannungsmesser

So bereiten Sie das Dynamo-Modell vor

Elektrische Energie nach dem Dynamo-Prinzip kann man erzeugen, indem man eine Drahtschleife im Feld eines Hufeisenmagneten dreht. Das wechselnde Feld des Magneten induziert in die bewegte Schleife eine Wechselspannung (genauer - eine zeitlich sich verändernde Spannung).

  1. Biegen Sie aus dem Stromkabel eine Drahtschleife (viereckig oder auch rund), die Sie in dem Zwischenraum des Hufeisenmagneten gut drehen können.
  2. Führen Sie die beiden Enden des Drahtes heraus und kleben Sie diese auf das kurze Stück Kunststoffrohr. Hinter dem Klebeband sollten die beiden Drahtenden senkrecht abgebogen werden und zur Kupferschelle führen. Das Rohr sollte noch etwa 10 bis 20 cm über die Schleife hinausreichen, damit es zum Drehen aufliegen bzw. befestigt werden kann.
  3. Der schwierigste Teil der Vorbereitung ist, das Kunststoffteil auf Baukastenteilen so zu lagern, dass man es samt Drahtschleife drehen kann.  
  4. Zudem müssen Sie noch eine Halterung für die Kupferschelle haben. Hier können Sie beispielsweise eine Klammer (nicht aus Metall!) an einem Stativ befestigen.

So können Sie den Dynamo bauen und vorführen

  1. Stellen Sie zunächst den Hufeisenmagneten mit einem der beiden Schenkel plan auf eine Tischplatte. Das Magnetfeld befindet sich dann zwischen den beiden Schenkeln.
  2. Dort hinein müssen Sie die vorbereitete Drahtschleife bringen. Sowohl Kunststoffrohr als auch Drahtenden ragen nun aus dem Magnetfeld heraus.
  3. Legen Sie das Rohr zunächst auf dem vorgefertigten Bauteil ab, damit Sie sehen können, wo in etwa die Kupferschelle hin muss.
  4. Befestigen Sie nun die Kupferschelle so, dass die beiden Drahtenden beim Drehen dort schleifen. Diese Arbeit verlangt Geschick.
  5. Verbinden Sie die Kupferschelle mit einem kleinen Probelämpchen oder - wenn Sie einen haben - mit einem Spannungsmesser.
  6. Die Versuchsdurchführung ist leicht: Drehen Sie die Drahtschleife im Feld des Hufeisenmagneten und erzeugen Sie Spannung. Der Strom fließt von den Drahtenden zur Kupferschelle und beleuchtet das kleine Glühbirnchen.

Tatsächlich ist das Prinzip des Dynamos leicht zu durchschauen. Beim Bauen hat man allerdings das Problem, dass man den erzeugten Strom aus der Drehbewegung nach außen abführen muss. Bei Generatoren werden hierfür die Schleifer genutzt, im Anschauungsmodell die Kupferschelle. Alternativ können Sie auch einen Ring aus blanken Drähten biegen. Auf jeden Fall darf der selbst gebaute Schleifer nicht über Metallteile Erdkontakt haben.

Dynamo bauen, bei dem Magnet dreht

Alternativ können Sie auch einen Stabmagneten in einer selbst gewickelten Spule drehen - es kommt bei der Stromerzeugung ja nur auf die Relativbewegung von Magnetfeld und Draht- bzw. Stromschleife an.

  1. Die Spule können Sie in diesem Fall direkt mit einem Spannungsmesser verbinden, der die einzelnen erzeugten Spannungsstöße anzeigt - je nach Schnelligkeit der Drehung.
  2. Bei diesem Versuch ist es am einfachsten, den Stabmagneten an einem doppelten Faden aufzuhängen, diesen zu verdrillen und dann loszulassen. So dreht der Stabmagnet eine Weile in der Spule und erzeugt eine mehr oder weniger gelungene Wechselspannung.
  3. Auch wenn diese Felder im Allgemeinen nicht so eine große Wirkung haben, kann man die Spannungsstöße an einem Messinstrument verfolgen. Zudem ist dieses Modell leichter aufzubauen.
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