Wer das Internet mit einer Suchmaschine nach „Gleichstrommotoren selber bauen“ durchsucht, findet viele Bastelanleitungen in Form bebilderter Texte oder als kommentierte Videos.

Leider führen viele Anleitungen nicht zum Erfolg, weil die Bedingungen für das Gelingen lückenhaft oder ungenau beschrieben sind. Für eine Verwendung im Unterricht muss sich die Lehrkraft mit allen Eventualitäten einer Bastellösung vertraut machen und Lösungen für Probleme parat haben. Auch muss sie sich über das Vorwissen der zu Unterrichtenden informieren.

Phänomene des Magnetismus werden in aller Regel bereits im Sachunterricht der Grundschule behandelt. Für die Klassenstufe 5/6 bedeutet das, dass die Schülerinnen und Schüler die so genannten Permanentmagnete in unterschiedlichen Formen bereits kennen und deren Wirkung auf verschiedene Materialien untersucht haben. So werden sie wissen, dass Magnete Pole haben, die als Nord- und Südpol bezeichnet werden und aufeinander anziehende beziehungsweise abstoßende Wirkung haben. Auch dürfte ihnen geläufig sein, dass Eisen über die Anziehung zwischen ihm und einem Magneten identifiziert werden kann und dass diese Kraft Gegenstände durchdringt.

Neu dürften für die Lernenden der Klassenstufe 5/6 dagegen der Elektromagnetismus sein, also der Umstand, dass ein Gegenstand aus Eisen (eigentlich Stahl) zu einem Magneten gemacht werden kann, wenn man ihn mit einem Kupferdraht umwickelt und Gleichstrom hindurchschickt.

Hier ein Bastelvorschlag dazu:

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Der abgebildete Motor kann bei der Firma Opitec für kleines Geld erworben werden. Ihn zum Laufen zu bringen verlangt genaues Arbeiten und Fingerspitzengefühl, besonders beim Ausrichten des Rotors. Die mitgelieferte Bauanleitung hält deshalb Tipps zur Problemlösung bereit.

Der bewegliche Teil (der “Rotor“) besteht aus einem Eisenkern, um den ein Kupferdraht gewunden ist. Zwischen diesem “Elektromagneten“ und dem darunter befestigten „Permanentmagneten“ sollen gezielte Wechselwirkungen erzeugt werden. Ohne Strom wird die Schraube vom Magneten „nur“ angezogen. Mit Strom wird sie selbst zum Magneten, was – je nach Polung – zu einer verstärkten Anziehung aber auch zu einer Abstoßung führen kann.  Versetzt man den Rotor in eine Drehbewegung, kommt es – bei richtiger Einstellung – zu einem gezielten  Wechsel zwischen Anziehung und Abstoßung und damit zu einer dauerhaften Drehbewegung des Rotors.

In dem Zusammenhang empfiehlt es sich möglicherweise, einen richtigen Bastelmotor zu demontieren. Die Gehäuse der kleinen DC-Motoren lassen sich meist leicht öffnen und geben so das Innenleben preis.

Auch ist es denkbar, Elektromagneten selbst herzustellen und deren magnetische Wirkung auszuprobieren. Benötigt wird dazu ein zylindrisches Stück Eisen von etwa 5 mm Dicke und circa 10 cm Länge (z.B. eine Maschinenschraube oder ein Stück von einer Gewindestange), Kupferlackdraht, eine AA-Batterie (am besten in einer Halterung mit seitlich herausgeführten Kabeln, an die man Krokodilklemmen löten kann).

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Zur Demonstration der magnetischen Wirkung wird ein Gegenstand gebraucht, der angezogen werden kann (z.B. eine Mutter oder eine Sicherheitsnadel).

Der Kupferlackdraht sollte sorgfältig gewickelt werden. Für den schnellen Erfolg sei empfohlen einmal die volle Länge des Spulenträgers hin und wieder zurück zu umwickeln. Wer mehr Zeit aufwänden möchte, kann experimentell der Frage nachgehen, ob – und wenn ja – wie Magnetkraft und Spulengröße voneinander abhängen,

Zum Schluss sei noch folgende verblüffende Spielerei empfohlen:

An den Minuspol einer AA-Batterie wird ein Kabel angelötet, dessen Hauptader aus vielen feinen Kupferdrähten besteht. Am  anderen Ende wird ein Stück der Isolation abgezogen. Mit Hilfe eines Supermagneten wird danach eine Schraube mit der Spitze an den Pluspol gehängt. Die Schraubenlänge ist so zu bemessen, dass die Anziehungskräfte gerade noch ausreichen, damit die Schraube hängenbleibt. Führt man dann ein einzelnes Drähtchen aus dem Bündel seitlich an den Magneten heran, fangen Schraube und Magnet an sich schnell zu drehen.

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Erklärung?



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 Anzahl  Bezeichnung des Artikels  Artikelnummer
1  Funktionsmodell E-Motor  107399
 Magnete Neodym  208316
 Kupferlackdraht  247056