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Getriebe (Teil 1): Was ist eigentlich ein Getriebe? (mit fischertechnik erklärt)

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Getriebe (Teil 3): Zahnradgetriebe (mit fischertechnik erklärt)

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Getriebe (Teil 4): Schaltgetriebe (mit fischertechnik erklärt)

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Grundprinzip eines Motors

Ein Verbrennungsmotor, auch Verbrennungskraftmaschine oder Verbrenner genannt, wandelt bei der Verbrennung freigesetzte Energie in mechanische Arbeit um. Es gibt verschiedene Motorarten, zum Beispiel den Hubkolbenmotor, den Rotationskolbenmotor (auch Wankelmotor genannt) oder, als Unterart des Hubkolbenmotors, den Sternmotor. Charakteristisch ist bei allen, dass der Kraftstoff innerhalb des Motors verbrannt wird. In Autos sitzt in der Regel ein Hubkolbenmotor unter der Vorderhaube, die anderen sind eher Exoten.

Im Folgenden werden wir uns deswegen die Funktionsweise eines Hubkolbenmotors, genauer gesagt eines Viertakt-Hubkolbenmotors anschauen. Der heißt so, weil seine Funktionsweise in vier Takte eingeteilt werden kann.

Bevor wir uns den Motor allerdings in Bewegung vorstellen, hier erst mal die wichtigsten Bauteile des Motors im Ruhezustand:

Spoiler: Damit sich die Räder des Wagens drehen, muss sich erst die Kurbelwelle drehen. Und das klappt so.

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Grundprinzip eines Motors Ein Verbrennungsmotor, auch Verbrennungskraftmaschine oder Verbrenner genannt, wandelt bei der Verbrennung freigesetzte Energie in mechanische Arbeit um. Es gibt verschiedene Motorarten, zum Beispiel den Hubkolbenmotor, den Rotationskolbenmotor (auch Wankelmotor genannt) oder, als Unterart des Hubkolbenmotors, den Sternmotor. Charakteristisch ist bei allen, dass der Kraftstoff innerhalb des Motors verbrannt wird.

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Die Sendung mit der Maus

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Die Sendung mit der Maus - Wie funktioniert ein Elektromotor?

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Gleichstrommotor - the simpleclub

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Wie funktioniert ein Gleichstrommotor? ● Gehe auf SIMPLECLUB.DE/GO & werde #EinserSchüler

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Elektromotor und Generator - eigentlich das Gleiche

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Elektromotor und Generator - eigentlich das Gleiche

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Ein Hybridfahrzeug ist ein Fahrzeug mit einem Hybridantrieb; also mindestens zwei unterschiedlichen Energiequellen für die Antriebsenergie.

Darunter gehören u. a.:

Rein technisch zwar Hybrid, aber nicht laut UNO-Definition (Stromaufnahme von außen wird gem. UNO-Definition nicht als Hybrid bezeichnet):

Duo-Bus, nicht als Hybridfahrzeug bezeichnet, weil zweiter Antrieb von außen kommt

Dieselelektrischer Antrieb, wenn der Dieselmotor nicht läuft und der Strom aus einem Akkumulator bezogen wird (nicht aber, wenn er aus einer Oberleitung bezogen wird); s. a. Zweikraftlokomotive.

Früher wurde der Begriff auch für Automobile mit einem aus dem Ausland zugekauften Motor verwendet:

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Ein Hybridfahrzeug ist ein Fahrzeug mit einem Hybridantrieb; also mindestens zwei unterschiedlichen Energiequellen für die Antriebsenergie. Darunter gehören u. a.: Rein technisch zwar Hybrid, aber nicht laut UNO-Definition (Stromaufnahme von außen wird gem.

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Für den Antrieb in wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen sorgt eine Brennstoffzelle. Ihr „Treibstoff" ist gasförmiger Wasserstoff. In einem chemischen Prozess reagiert er mit Sauerstoff. Dabei wird die im Wasserstoff gespeicherte Energie als Strom freigegeben, der dann einen Elektromotor antreibt. Ein Brennstoffzellenfahrzeug ist daher ein Elektrofahrzeug, das keine schädlichen Emissionen erzeugt. Beim Fahren wird als „Abgas" lediglich etwas Wasserdampf freigesetzt. Es gibt bereits leistungsfähige Brennstoffzellenfahrzeuge, die Reichweiten von bis zu 700 Kilometern ermöglichen.

Die Brennstoffzelle ist ein sehr effizienter Antrieb. Ihr elektrischer Wirkungsgrad liegt bei über 60 Prozent. Zum Vergleich: Ein Benzinmotor erreicht nur einen Wirkungsgrad von 25 bis 35 Prozent. Insgesamt liegt der Gesamtwirkungsgrad eines Brennstoffzellenfahrzeugs heute schon über dem eines herkömmlichen Pkw, trotz des Energieaufwands für die Produktion des Wasserstoffs.

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Für den Antrieb in wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen sorgt eine Brennstoffzelle. Ihr „Treibstoff" ist gasförmiger Wasserstoff. In einem chemischen Prozess reagiert er mit Sauerstoff. Dabei wird die im Wasserstoff gespeicherte Energie als Strom freigegeben, der dann einen Elektromotor antreibt. Ein Brennstoffzellenfahrzeug ist daher ein Elektrofahrzeug, das keine schädlichen Emissionen erzeugt.

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Wie funktioniert ein Hybridauto? Toyota Kids testen unser Hybridauto

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Elektroantrieb: So funktioniert ein Elektroauto

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Hier erklären wir leicht verständlich den Aufbau der Komponenten sowie deren Vor- und Nachteile.

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Arduino Programmieren für Anfänger 01 auf Deutsch

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Lerne Arduino in 12 Minuten, ….…JEDER KANN DAS! | #EdisTechlab

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Kann ich Arduinos programmieren? Macht das Spaß? | Niklas Schaub

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Didaktik der Informatik - Universität Bayreuth

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Mikrocontroller Programmierung mit dem BBC micro:bit

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Die Sendung mit der Maus: Sachgeschichte - Pumpspeicherwerk

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Die Sendung mit der Maus: Sachgeschichte - Pumpspeicherwerk

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Fast alles braucht Strom, aber woher kommt der? Oft decken Gas- und Kohlekraftwerke unseren Strombedarf. Aber es gibt auch Alternativen, wie Solaranlagen oder Windräder. André macht sich auf den Weg nach Hamburg zum Stromexperten Tobias. Mit ihm erlebt er, wie riesengroße Wasserbecken zu Super-Akkus werden können...

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Was genau ist eigentlich Strom? - Sachgeschichten mit Armin Maiwald

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Was genau ist eigentlich Strom? - Sachgeschichten mit Armin Maiwald

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Linktipp: Warum brennen Glühbirnen durch? ° Energie macht Schule

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veröffentlicht am

Mit einem virtuellen Experimentierkasten, der vom SWR entwickelt wurde, können die Schülerinnen und Schüler die Versuchsreihen des Glühlampen-Erfinders, Thomas Alva Edision, nachvollziehen. Zum Experimentieren stehen sechs Glühfadenmaterialien mit verschiedenen Schmelztemperaturen zur Verfügung. Das Angebot, eignet sich insebsondere für den Physikunterricht in der Sekundarstufe I.

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Linktipp: Warum brennen Glühbirnen durch? ° Energie macht Schule

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veröffentlicht am Mit einem virtuellen Experimentierkasten, der vom SWR entwickelt wurde, können die Schülerinnen und Schüler die Versuchsreihen des Glühlampen-Erfinders, Thomas Alva Edision, nachvollziehen. Zum Experimentieren stehen sechs Glühfadenmaterialien mit verschiedenen Schmelztemperaturen zur Verfügung. Das Angebot, eignet sich insebsondere für den Physikunterricht in der Sekundarstufe I.

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Hier finden Sie spannende Spiele, hilfreiches Unterrichtsmaterial und nützliche Links zum Thema Elektrizität.

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Wie funktioniert ein Stromkreis? Spannung und Strom im Wassermodell | Elektrotechnik Grundlagen #3

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Wie funktioniert ein Stromkreis? Spannung und Strom im Wassermodell | Elektrotechnik Grundlagen #3

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Zuerst wollen wir die Begriffe Spannung, Stromstärke und Leistung genauer betrachten. Um zu Verstehen, was sich hinter diesen Begriffen verbirgt, stellen wir uns den Stromkreis einmal im Wassermodell vor. Statt eines Stromkreises nehmen wir also einen Wasserstromkreis. Und anstelle einer Batterie verwenden wir zwei Wasserbehälter. Einer ist randvoll gefüllt, der andere enthält nur sehr wenig Wasser. Der gefüllte Wasserbehälter entspricht dem Minuspol der Batterie, der andere entspricht dem Pluspol.
Als Stromkabel zwischen den Polen verwenden wir im Wassermodell einen Schlauch, welche die beiden Wasserbehälter verbindet. Der Schalter im Stromkreis entspricht im Wassermodell einem Absperrhahn.
Ein elektrischer Wandler, etwa eine Glühlampe, wird im Wassermodell durch ein Wasserrad dargestellt:

In dieser Tabelle siehst du noch einmal den direkten Vergleich zwischen dem elekrischen Stromkreis und dem Wasserstromkreis:

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Zuerst wollen wir die Begriffe Spannung, Stromstärke und Leistung genauer betrachten. Um zu Verstehen, was sich hinter diesen Begriffen verbirgt, stellen wir uns den Stromkreis einmal im Wassermodell vor. Statt eines Stromkreises nehmen wir also einen Wasserstromkreis. Und anstelle einer Batterie verwenden wir zwei Wasserbehälter.

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Stromkreise (Simulation von PhET) | LEIFIphysik

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Stromkreise (Simulation von PhET) | LEIFIphysik

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Klicken Sie hier, um die PhET-Simulation zu laden. Dabei werden Daten an die University of Colorado (USA) übertragen.

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Abb. 1 Video zu den Stromkreismodellen

Für die Wahrnehmung des elektrischen Stroms besitzen wir kein Sinnesorgan, d.h. wir können z.B. nicht sehen, was in einem Stromkreis vorgeht. Um sich die Vorgänge in einem Stromkreis trotzdem klarmachen zu können, arbeiten die Physiker mit sogenannten Modellen. Oft gibt es zu einem physikalischen Phänomen mehrere Modelle, die alle eigene Vorteile und Nachteile haben. Hier lernst du drei Modelle für den Stromkreis kennen. Achtung! So wie eine Puppe kein echter Mensch ist, ist ein Modell nicht genau die echte Physik. Modelle sind dafür da, bestimmte Aspekte von Physik zu veranschaulichen. Andere Aspekte werden vernachlässigt. Deshalb kann man nicht alle physikalischen Phänomene mit nur einem Modell erklären.

Fahrradkettenmodell

Bei einem Fahrrad wird die Fahrradkette genutzt, um das Rad mit den Pedalen anzutreiben ( Abb. 2).
Du kannst dir einen Stromkreis modellhaft wie eine Fahrradkette vorstellen. Dabei entsprechen die Pedale, die für den Antrieb sorgen, der Batterie, die für den Stromfluss sorgt. Die Kettenglieder entsprechen den Elektronen und der Bremsklotz bzw. der Rollwiderstand des Rades entspricht einem elektrischen Bauteil wie einer Lampe im Stromkreis.
Bei der Fahrradkette sorgen die Pedale für die Bewegung der Kettenglieder und verursacht somit den Kettengliederstrom. Im Stromkreis sorgt die Batterie für die Bewegung der Elektronen, also den Stromfluss.
Bei der Fahrradkette bewegen sich die Kettenglieder im Kreis und werden nicht verbraucht. Im Stromkreis bewegen sich die Elektronen im Kreis und werden ebenfalls nicht verbraucht.
Beim Fahrrad wird Energie von den Pedalen zum Rad transportiert. Im Stromkreis wird Energie von der Batterie zur Lampe transportiert.

In der Animation, in Abb. 3 ist ein Wassermodell für einen einfachen Stromkreis dargestellt. Es besteht aus einer Wasserpumpe, die Wasser vom rechten Vorratsgefäß in das linke Vorratsgefäß pumpt. Du kannst auch sagen, dass dann im linken Gefäß ein Wasserüberschuss und im rechten Gefäß ein Wassermangel herrscht.

Sorgst du nun durch Drehen des Hahns dafür, dass im Außenkreis ein Wasserfluss möglich ist, so dreht sich das Wasserrad. Das Wasserrad dient als Anzeigegerät für den Wasserfluss. Ist die Pumpe stark genug, so kann sie den Wasserüberschuss im linken Gefäß und den Wassermangel im rechten Gefäß aufrechterhalten. Es besteht dann ein fortlaufender Wasserfluss, ein Wasserstromkreis.

Ähnliche Verhältnisse wie im Wasserstromkreis kannst du dir auch in einem einfachen elektrischen Stromkreis vorstellen: Eine Elektronenpumpe, die man auch als Batterie oder Netzgerät bezeichnet, sorgt dafür, dass auf der linken Seite der Animation in Abb. 4 ein Elektronenüberschussund auf der rechten Seite ein Elektronenmangelbesteht. Die linke Seite bezeichnet man auch als Minuspol, die rechte Seite als Pluspol der Batterie bzw. des Netzgerätes.

Wird nun der Außenkreis mit einer Lampe angeschlossen, so ist dort ein Elektronenfluss möglich. Das Anzeigegerät für elektrischen Strom, die Glühlampe, leuchtet auf. Es besteht dann ein geschlossener Elektronenkreislauf, ein Stromkreis.

Vereinfachte Darstellung

Die Darstellung in Abb. 5 zeigt die vereinfachte Darstellung des Elektronenmodells. Die beiden Vorratsgefäße und die Elektronenpumpe sind zum Symbol für eine Spannungsquelle zusammengefasst.

Der Luftdruck hilft dir zu verstehen, was in einem Stromkreis passiert. Statt Luft ist in den Kabeln eines Stromkreises ein Gas aus Elektronen. Du kannst dir vorstellen, dass du dieses Gas zusammendrücken kannst wie Luft.
In Abb. 7 siehst du zwei verschiedene Darstellungen des Elektronengases. In den ersten drei Bildern siehst du den Druck in den Kabeln, dargestellt wie in Abb. 6. Die Bilder vier bis sechs zeigen, wie du den Elektronengasdruck mit Farben in einen Schaltplan einzeichnen kannst.

In nicht-angeschlossenen Kabeln ist ein normaler Druck (in Abb. 7.4 in gelb dargestellt).
Eine Batterie ist eine Art Pumpe, dieElektronengas vom Pluspol zum Minuspol drückt. Wenn du eine Batterie an Kabel anschließt, bildet sich am Minuspol ein hoher Druck (in Abb. 7.5 in rot dargestellt) und am Pluspol ein niedriger Druck (in Abb. 7.5 in blau dargestellt).
Die Batterie sorgt also für einen Druckunterschied zwischen den Kabeln.
Du kannst jetzt beide Kabel miteinander verbinden (z.B. mit einer Lampe, wie in Abb. 7.3 oder Abb. 7.6). Das Elektronengas strömt jetzt von hohem Elektronengasdruck zu niedrigem Elektronengasdruck. Durch diesen Strom an Elektronen wird die Lampe zum Leuchten gebracht.

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Abb. 1 Video zu den Stromkreismodellen Für die Wahrnehmung des elektrischen Stroms besitzen wir kein Sinnesorgan, d.h. wir können z.B. nicht sehen, was in einem Stromkreis vorgeht. Um sich die Vorgänge in einem Stromkreis trotzdem klarmachen zu können, arbeiten die Physiker mit sogenannten Modellen.