Elektromotor-Generator-Set 07880.00

Elektromotor-Generator-Set
07880.00
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG
Robert-Bosch-Breite 10
D-37079 Göttingen
Telefon
Fax
E-mail
+49 (0) 551 604-0
+49 (0) 551 604-107
[email protected]
Abb. 1: Elektromotor-Generator-Set 07880.00.
INHALTSVERZEICHNIS
1
SICHERHEITSHINWEISE
2
ZWECK UND EIGENSCHAFTEN
3
DIE TEILE DES BAUSATZES
4
HANDHABUNG
5
GARANTIEHINWEIS
6
ENTSORGUNG
1
SICHERHEITSHINWEISE
•
Das Gerät ist nur zum Betrieb mit berührungssicheren
Kleinspannungen vorgesehen!
2
ZWECK UND EIGENSCHAFTEN
Der Bausatz »Elektromotor-Generator« ermöglicht auf fast
spielerische Weise in die physikalischen und technischen
Zusammenhänge einzudringen, die Elektromotoren, Generatoren und Transformatoren zu Grunde liegen.
Dabei lernt man gleichzeitig die Erscheinungen des Elektromagnetismus und der elektromagnetischen Induktion kennen. Hat man erst einmal angefangen, sich mit diesem Bausatz zu beschäftigen, so wird man schnell in seinen Bann gezogen und wird nicht eher ruhen, bis auch die letzte Frage
beantwortet, der letzte Versuchsaufbau durchgeführt ist. Man
wird erstaunt sein, welche Fülle an technischen und physikalischen Kenntnissen man hiermit erwerben kann. Man lernt
den unterschiedlichen Aufbau von Gleich- und Wechselstrommotoren kennen, lernt, wie man aus Gleichstrom
Wechselstrom machen kann, was ein Hauptschluss- und was
ein Nebenschlussmotor ist, mit welchen Generatoren man
Gleich- oder Wechselstrom erzeugen kann.
3
•
•
•
•
Vor Inbetriebnahme des Gerätes ist die Betriebsanleitung sorgfältig und vollständig zu lesen. Sie schützen
sich und vermeiden Schäden an Ihrem Gerät.
Verwenden Sie das Gerät nur für den vorgesehenen
Zweck.
Das Gerät ist nur zum Betrieb in trockenen Räumen, die
kein Explosionsrisiko aufweisen, vorgesehen.
Keine anderen Geräte als die vorgesehenen an das Gerät anschließen.
DIE TEILE DES BAUSATZES
Die Abb. 2 zeigt den ganzen Bausatz. Einige Teile sind dabei
bereits zu einem Elektromotor zusammengesteckt worden,
die anderen sind einzeln abgebildet. Damit man sich in den
anschließenden Texten »fachmännisch« verständigen kann,
sollen die einzelnen Bauteile hier genau benannt werden.
1 ist die Grundplatte, auf der alle Aufbauten erstellt werden. Mit ihr fest verbunden ist eine Riemenscheibe mit Kurbel
und eine Haltevorrichtung, in die man
1
www.phywe.com, © All rights reserved
07880.00 / 4210
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Grundplatte
Polschuhe
Permanenter Stabmagnet
Spulen
Eisenkern
Achse mit Stromwender
Lagerträger
Schleiffedern
Verbindungsleitungen
Reduzierstecker
Messingstab
Treibriemen
Abb. 2: Einzelteile des Elektromotor-Generator-Sets.
2 ein Paar Polschuhe aus Eisen einsetzen kann. Zwischen
diese Polschuhe kann man u.a.
3 einen permanenten Stabmagneten einstecken. Dieser
Magnet ist mit einem festsitzenden Kunststoffring umgeben
und mit einer Bohrung versehen, durch die man z.B. die Achse 6 stecken kann.
4 sind Spulen. Sie bestehen jeweils aus einem Spulenkörper aus Kunststoff, auf den ein isolierter Kupferdraht (Lackdraht) aufgewickelt ist. Die beiden Enden dieses Drahtes sind
an die roten Buchsen der Spulen angelötet. Legt man also
eine elektrische Spannung an die beiden roten Buchsen an,
so fließt der Strom durch alle Windungen dieser Spule. Eine
blaue Buchse ist genau auf halber Länge mit dem Kupferdraht verlötet. Legt man demnach eine elektrische Spannung
an eine rote und die blaue Buchse an, so durchläuft der
Strom nur die halbe Windungszahl der Spule. Jeder Spulenkörper umschließt einen zylindrischen Hohlraum, den Spulentunnel. In ihn kann
5
ein Eisenkern mit rundem Querschnitt eingesteckt werden. Spulen und Eisenkerne (je 2 Stück im Bausatz) besitzen
Bohrungen, mittels derer man sie auf die Achse 6 aufstecken
kann.
6 ist eine besonders gestaltete Achse. Wir bezeichnen sie
als Achse mit Stromwender (in der Technik auch Kommutator
oder Kollektor genannt). Auf diese Achse kann man eine
Spule mit Eisenkern oder den permanenten Stabmagneten
aufstecken. Beim Aufschieben einer Spule auf diese Achse
werden die beiden Stecker des Stromwenders immer in die
beiden roten Buchsen der Spule eingesteckt. Dadurch sitzt
die Spule immer fest auf der Achse und wird gleichzeitig
elektrisch leitend mit dem Stromwender verbunden. Beim
Aufstecken des Permanentmagneten auf diese Achse achte
man darauf, dass die Stecker des Stromwenders in die ringförmige Furche (Nut) des Kunststoffringes ragen, wodurch
auch dieser Magnet fest mit der Achse verbunden wird.
Die Achse mit Stromwender wird beim Aufbau eines Motors
in zwei Kunststoffbuchsen gelagert. Die eine dieser Buchsen
befindet sich in der mit der Grundplatte festverbundenen Halterung, die zweite befindet sich im Lagerträger 7.
7 Lagerträger. Dieser besteht aus einer kleinen Stahlplatte,
in der das Achslager und eine Rändelschraube sitzen. Mit
Hilfe der Rändelschraube wird der Lagerträger in der kleinen,
an der Grundplatte sitzenden Haltevorrichtung festgeschraubt.
8 sind Schleiffedern aus Federbronze, die an Messingplat-
ten sitzen und mit Steckbuchsen (d = 4 mm) für elektrischen
Anschluss versehen sind. Die Schleiffedern lassen sich in
bestimmte Lochpaare der Grundplatte einstecken. Zum Bausatz gehören 4 Schleiffedern.
9 sind zwei Verbindungsleitungen (Kabel) mit Steckern
(d = 2 mm). Damit können elektrische Zuleitungen zu den
Spulen hergestellt werden.
10 sind sogenannte Reduzierstecker. Mit ihrer Hilfe können
die Verbindungsleitungen mit 2 mm-Steckern auch an Steckbuchsen mit 4 mm Durchmesser angeschlossen werden.
11 ist ein Messingstab mit einem Durchmesser von 4 mm,
der in manchen Versuchen als Achse verwendet wird.
12 ist ein Treibriemen aus Gummi. Er kann über die große
Riemenscheibe mit Kurbel und über die kleine, auf die Achse
aufsteckbare Riemenscheibe gelegt werden und dient so zur
Kräfteübertragung von der Kurbelscheibe zur Achse.
Außer diesen genannten Bauteilen benötigt man zur Durchführung der beschriebenen Versuche eine Spannungsquelle
(Stromquelle) für Gleich- und Wechselspannung. Sie sollte
mindestens Wahlspannungen von 0 bis 10 V und eine
Stromstärke von etwa 2 A bieten. Gut geeignet sind hierzu
Stelltransformatoren mit Gleichrichtern, wie sie heute als
Schulausrüstung üblich sind. Ferner werden noch zwei Verbindungsleitungen mit 4 mm-Steckern und einer Länge von
etwa 500 mm benötigt, sowie ein kleiner Taschenkompass.
Zu begrüßen wäre auch, wenn man über ein kleines Messinstrument zur Spannungs- und Strommessung verfügt, das für
Gleich- und Wechselstrom einsetzbar ist. Die Messbereiche
sollten von einigen Millivolt bzw. Milliampere bis zu etwa
10 Volt und 3 Ampere reichen.
4
HANDHABUNG
Vor der Durchführung eines Versuchs sollte erst der zugehörige Text mit seinen Fragen und Hinweisen gelesen werden:
denn jeder Versuch gibt die Antwort auf diese jeweiligen Fragen oder zeigt Lösungen von Problemen technischer Art. Die
Abbildungen zeigen die technischen Lösungen der gestellten
Aufgaben. Man schaue sie sich daher genau an, suche die
Besonderheiten der gezeigten Aufbauten und baue erst dann
den jeweiligen Versuch nach.
Die in den Texten und Abbildungen angegebenen elektrischen Spannungen sollen möglichst nicht überschritten werden. Die meisten Versuche lassen sich bereits bei Spannungen von 4 bis 5 Volt durchführen. Sollte manchmal eine hö-
2
www.phywe.com, © All rights reserved
07880.00 / 4210
here Spannung notwendig sein, so darf man diese nur kurze
Zeit (höchstens 2 Minuten) auf die Wicklungen der Spulen
einwirken lassen. Bei längerer Dauer können Spulen und
Spulenkerne heiß werden und sich verformen. In den Texten
ist daher jedes Mal auf die nur kurzzeitige Einschaltung des
Stromes hingewiesen. Daraus ergibt sich auch, dass ein Versuch mit diesen Geräten niemals an das Stromnetz (230 V~)
direkt angeschlossen werden darf. Stromentnahme aus dem
Netz darf grundsätzlich nur über einen Trenntransformator
wie oben angegeben erfolgen.
Damit die mit dem Bausatz aufgebauten Motoren möglichst
leicht laufen, sollten die Achslager öfter mit einem Tropfen
Nähmaschinen-, Fahrrad- oder Motorenöl geschmiert werden
(immer nur wenig Öl verwenden, damit es nicht verspritzt
wird).
5
GARANTIEHINWEIS
Für das von uns gelieferte Gerät übernehmen wir innerhalb
der EU eine Garantie von 24 Monaten, außerhalb der EU von
12 Monaten. Von der Garantie ausgenommen sind: Schäden,
die auf Nichtbeachtung der Bedienungsanleitung, unsachgemäße Behandlung oder natürlichen Verschleiß zurückzuführen sind.
Der Hersteller kann nur dann als verantwortlich für Funktion
und sicherheitstechnische Eigenschaften des Gerätes betrachtet werden, wenn Instandhaltung, Instandsetzung und
Änderungen daran von ihm selbst oder durch von ihm ausdrücklich ermächtigte Stellen ausgeführt werden.
6
ENTSORGUNG
Die Verpackung besteht überwiegend aus umweltverträglichen Materialien, die den örtlichen Recyclingstellen zugeführt werden sollten.
Entsorgungsmöglichkeiten für das ausgediente Gerät erfahren Sie bei Ihrer Gemeinde- bzw. Stadtverwaltung.
3
www.phywe.com, © All rights reserved
07880.00 / 4210
Konformitätsbegründung und Betriebshinweise für
PHYWE Experimentierkästen und
Experimentieraufbauten
„Technische Empfehlung zur Anwendung des EMVGesetzes auf elektrische und elektronische Unterrichtsgeräte (Lehrmittel)“ REG TP 322 TE 01.
Elementare Bauteile (Kapitel 3.1.1) sind einzelne passive
oder aktive elektrische oder elektronische Bauelemente (z.B.
Steckerkästchen) und fallen nicht unter das EMV-Gesetz. Sie
werden nicht geprüft, erhalten keine EG-Konformitätserklärung und in aller Regel keine CE-Kennzeichnung.
In Kapitel 3.2.2 (Systeme) und Kapitel 3.2.3 (Anlagen) ist folgende Festlegung getroffen:
Systemaufbauten (4.2.2) und Aufbauten aus Experimentierbaukästen müssen den EMVG-Bestimmungen entsprechen.
Eine Ausnahme gilt jedoch für solche Systeme bzw. Experimentierkästen, die als reine Bauteilzusammenstellung nur
einzelne, nichtselbständig betreibbare Bauteile enthalten, solange diese ausschließlich an Forschungs-, Lehr- und
Ausbildungsstätten (Institute, Schulen, Universitäten) ausgeliefert werden, da unterstellt werden kann, dass die Durchführung der Experimente unter Aufsicht von qualifiziertem
Personal (EMV-sachkundig) in den entsprechenden Fachräumen erfolgt, und alle erforderlichen Maßnahmen getroffen
werden, damit andere Geräte, die außerhalb des Fachraumes bzw. des unmittelbaren elektromagnetischen Umfeldes
betrieben werden, in ihrer bestimmungsgemäßen Funktion
nicht beeinträchtigt werden.
Geeignete Maßnahmen sind z.B.
•
Abschirmung Potenzialausgleich
•
große Abstände zu empfindlichen Geräten
•
Vermeidung von Ausstattung, die zu elektrostatischer
Aufladung führen kann (z.B. bestimmte Fußbodenbeläge)
•
Filterung der Netzzuleitungen emittierender wie emissionsempfindlicher Geräte
•
Ausschluss von nicht zum Experimentieraufbau gehörender HF-Erzeuger (z.B. Mobiltelefone)
•
kurze Verbindungsleitungen
•
kurze Betriebsdauer
Diese Konformitätsbegründung ist anzuwenden auf folgende Experimentiersysteme:
Schülerbausteinsystem SBS
Ident-Nr. 05134.10, .20, .66, .77, .88
Ident-Nr. 05130.10, .20, .88
Magnetbausteinsystem Elektrik/Elektronik
Ident-Nr. 05136.10, .20, .88
Ident-Nr. 05145.88
Demonstrations-Steckbausteinsystem Elektrik/Elektronik
Ident-Nr. 13051.77, .88
TESS Physik Set Elektrik/Elektronik
Ident-Nr. 13281.88; 13282.88
TESS Physik Set Elektrik/Elektronik-Baustein-System
Ident-Nr. 05600.88
Ident-Nr. 05601.88
Ident-Nr. 05602.88
Demo-Gerätesatz Elektrik/Elektronik-Baustein-System
Ident-Nr. 09400.44, .55, .66, .88
Ident-Nr. 09401.88
Motormodell
Ident-Nr. 07850.10, .20, .30, .40
Elektromotor-Generator-Set, Schülerlehrsystem
Ident-Nr. 07880.00
Demonstrations-Generatorsystem
Ident-Nr. 06550.00 bis 06559.00
Steckplatte mit 4-mm Buchsen
Ident-Nr. 06033.00
TESS Physik Set Optik/Atomphysik Sekundarstufe II
Ident-Nr. 13286.88
TESS Physik Set Erneuerbare Energie EN1
Ident-Nr. 13287.88
TESS Physik Set Erneuerbare Energie EN2
Ident-Nr. 13288.88
Hinweis
Die aufgeführten Experimentiersysteme dürfen nur mit berührungsungefährlichen Spannungen d.h. Spannungen
< 25 V AC oder < 60 V DC betrieben werden!
4
www.phywe.com, © All rights reserved
07880.00 / 4210