Drehen und fahren mit Magneten

Von Sophie Vondung, dpa

München 

Der Motor vom Auto ist rundum verpackt. Welche Technik unter der Haube sitzt, sieht man selten. Immer öfter ist es aber ein elektrischer Motor. Die fahren umweltfreundlicher mit einer Batterie und Strom statt Benzin oder Diesel.

Die Physikerin Marion Pellowski und der Ingenieur Frank Dittmann wissen, was sich dabei im Motorraum abspielt. Sie zeigen das in der Experimentier-Werkstatt des Deutschen Museums in München.

Magnete ziehen an

Im Elektromotor spielen Elektromagnete eine wichtige Rolle. Magnete der Art kann man selbst bauen. Dafür wickelt Marion Pellowski einen langen Kupferdraht um ein Stück Eisen. Das nennt man eine Spule. Schickt man Strom durch diese Spule, wird sie zu einem Magneten. „Der Eisenkern macht den Magneten noch stärker“, erklärt die Fachfrau. Der einfache Elektromagnet kann jetzt Büroklammern anziehen, aber nur, solange Strom fließt.

Für ihr nächstes Experiment braucht die Physikerin zusätzlich einen Dauermagneten. Der Elektromagnet von vorhin hängt darüber. „Diese beiden Magnete beeinflussen sich gegenseitig“, erklärt sie. „Sie ziehen sich an oder stoßen sich ab.“ Dadurch beginnt die Spule, sich in ihrer Halterung zu drehen.

Aber nach einer halben Umdrehung ist leider Schluss. Die abstoßende Kraft der beiden Magnetfelder sorgt zwar dafür, dass die Spule sich einmal umdreht. Aber wenn die beiden anziehenden Magnetpole aufeinander zeigen, bleibt die Spule stehen.

Richtig anschubsen

Jetzt kommt ein Trick: Die Fachfrau hat eine Stelle am Ende des Drahts mit weißer Farbe bestrichen. Durch die fließt kein Strom. „Man muss also den Stromkreis kurz unterbrechen, damit die Drehung im Schwung bleibt“, erklärt Frau Pellowski.

„Das ist wie beim Schaukeln. Man muss im richtigen Moment anschubsen, damit es weitergeht.“ So also dreht sich die Spule dauerhaft. Das geht rasend schnell. Der feste Dauermagnet heißt im Elektromotor Stator. Der sich drehende Elektromagnet heißt Rotor.

Der Elektromagnet soll aber so stark werden, dass er ein Auto antreiben kann. Dafür braucht man viele Spulen mit einem Eisenkern, erklärt Herr Dittmann. Außerdem muss man den Magnetismus möglichst gut leiten. „Man will ja viel Energie, die man durch die Batterie reinschickt, auch wieder rauskriegen.“ Heutige Elektromotoren sind so sparsam und stark, dass wenig Energie verloren geht.

Aber wie fährt nun ein Elektroauto? Beim Aufladen wird Strom in einer großen Batterie gespeichert. Beim Fahren fließt der Strom in den Elektromotor. Der Motor dreht sich. Die Räder bewegen sich.