3B Scientific Motor User Manual [en, de, fr, it, es]

3B SCIENTIFIC

Gleichstrommotor 12 V mit eisenlosem Rotor U8552330

Bedienungsanleitung

02/08 DML/ALF

®

PHYSICS

1 Hebel
2 Schnurrolle
3 Halteblech
4 Stiel
5 Motor
6 4-mm-Buchsen

1. Sicherheitshinweise

• Maximal zulässige Betriebsparameter (siehe

Pkt. 3) nicht überschreiten.

Lange Haare, lose Kleidungsstücke sowie Schmuck
könnten von den sich drehenden Teilen erfaßt und
aufgewickelt werden.

• Um diese Gefahr zu vermeiden ist im Falle

langer Haare ein Haarnetz zu tragen.

• Ungeeignete Kleidungsstücke sowie Schmuck

sind abzulegen.

Beim Betrieb mit der Riemenscheibe und dem
Antriebsriemen besteht die zusätzliche Gefahr, dass
z. B. Finger zwischen Riemen und Scheibe eingezo­gen werden.

• Nicht in rotierende Teile des Versuchsaufbaus

greifen.

Der Motor kann auch als Generator eingesetzt wer­den.

• In diesem Zustand kein Netzgerät an die An-

schlussbuchsen anschließen.

2. Beschreibung

Der Motor ist ein kompakter, kleiner DC-Motor mit
eisenlosem Rotor und dient als Erregereinheit in
Schülerexperimenten in der Mechanik, der Schwin­gungslehre und der Elektrik sowie als Tachogenera­tor. Sein geringes Trägheits-moment in Verbindung
mit einem hohen Anlaufdrehmoment ergibt eine
kurze Hochlaufzeit. Wegen des kräftigen Dauer­magnets des Stators ist der Wirkungsgrad besonders
hoch. Die spezielle Kollektor- und Bürstenkonstruk­tion in Verbindung mit Gleitlagern gewährleistet
eine lange Lebensdauer und geringe Laufgeräu­sche.

Die Motorachse ist ausgestattet mit einer Gewinde­buchse mit aufgeschraubter Schnurrolle. Mit ihr
können auch Scheiben und Hebel auf der Achse
befestigt werden, zur Erregung von mechanischen
Schwingungen und Wellen.

Der Motor ist an einem gebogenen Halteblech mit
Stiel befestigt. 4-mm-Anschlussbuchsen am Halte­blech dienen der Zufuhr der elektrischen Versor­gung sowie der Abnahme von Spannungen im
Generatorbetrieb.

1

3. Technische Daten

Nennspannung: 12 V DC
Max. zul. Betriebsspannung: 15 V DC
Leerlaufdrehzahl: 3800 min
Nenndrehzahl

bei Nenndrehmoment: 3100 min

-1

/ 5 mNm

-1

Nennstrom ohne Last/
mit Nennlast: 55 / 210 mA

Leistungsaufnahme: 2,9 W
Spannung pro Drehzahl

*

: 3,6 … 4,4

mV

min/U

Rotorwiderstand: 12 Ω
Anlaufdrehmoment: 29 mNm
Hochlaufzeit (im Leerlauf): 12,5 ms
Drehrichtung: umkehrbar
Max. zul. Lagerbelastung:

radial am Wellenende: 5,0 N
axial: 0,5 N

*

Bei Motoren aus älteren Serien liegt diese Span-

nung im Bereich: 2,8 … 3,6

4. Versuchsbeispiele

mV

min/U

Fig. 1 Experiment zur gleichförmigen Bewegung (oben) und zur Reibung (unten)

Fig. 2 Anregung von Transversalwellen in einem Gummiband unter Verwendung eines Sinusgenerators

2

Fig. 3 Anregung von Longitudinalwellen in einer Schraubenfeder (links) Anregung von Transversalwellen in einer hängenden
Kette (Mitte) und einer Blattfeder(rechts) unter Verwendung eines Sinusgenerators

Fig.5 Bestimmung des Wirkungsgrads des Motors

Fig. 6 Energie in einem Kondensator (zugeführte Energie gleich abgegebener Energie)

3

Fig. 7 Erzwungene Schwingungen eines Federpendels

Fig. 8 Aufzeichnung mechanischer Schwingungen mit einem XY-Schreiber: eines Stabpendels (links) Überlagerung gleichfre­quenter Schwingungen (rechts)

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3B SCIENTIFIC

12-V DC motor with non-ferrous rotor U8552330

Instruction sheet

02/08 DML/ALF

®

PHYSICS

1 Lever
2 Pulley
3 Supporting holder
4 Stem
5 Motor
6 4-mm connectors

1. Safety instructions

• Do not exceed the maximum permissible op-

erating parameters (see Section 3 – Technical
data).

Long hair, loose clothing, or jewellery could get
caught and entangled in the rotating components.

• To prevent this danger, it is advisable to wear

a hairnet in the case of long hair.

• Do not wear unsuitable clothing or jewellery.
While operating with the belt pulley and the drive

belt, there is the additional danger that parts of the
body, e.g. fingers, may get pulled in or caught
between the belt and the pulley.

• Do not touch or hold any rotating components

of the experiment set-up.

The DC motor can also be used as a generator.

• In this state, do not connect any power supply

to the connectors.

2. Description

The DC motor is a small, compact motor with a
non-ferrous rotor and is used as an excitation unit
in experiments on mechanics, simple harmonic
oscillation and electricity. It can also be used as a
tachometer. Its low moment of inertia, in conjunc­tion with a high starting torque, provides a short
acceleration time. Owing to the strong permanent
magnet of the stator, the motor is highly efficient.
The special brush and commutator arrangement,
in conjunction with friction bearings, guarantees a
long working life and low running noise.

The axle of the motor is equipped with a threaded
bush to which a pulley is attached by means of a
thread. This pulley allows other wheels and levers
to be attached to the axle for the excitation of
mechanical oscillations and waves.

The DC motor is attached to an angled supporting
bracket with stem. 4-mm connectors on the
bracket are responsible for supplying the equip­ment with electricity as well as for tapping the
output voltage in generator mode.

1

3. Technical data

Nominal voltage: 12 V DC
Max. permissible operating voltage: 15 V DC
Idling speed: 3800 rpm
Nominal speed at rated torque: 3100 rpm/5 mNm
Nominal current without load/

with nominal load: 55 / 210 mA
Power consumption: 2.9 W

Voltage per speed of rotation: 3.6 … 4.4

mV
rpm

4. Sample experiments

Rotor impedance: 12 Ω
Starting torque: 29 mNm
Acceleration time (no-load): 12.5 ms
Direction of rotation: Reversible
Max. permissible bearing load:

radial at shaft-end: 5.0 N
axial: 0.5 N

∗

In the case of older motor models from an earlier

range, the voltage sensitivity is in the range of:

2.8 … 3.6

mV
rpm

Fig. 1: Experiments on uniform motion (top) and friction (bottom)

Fig. 2: Excitation of transverse waves in a rubber band using a sine wave generator

2

Fig. 3 (left): Excitation of longitudinal waves in a helical spring

Fig. 3 (centre and right): Excitation of transverse waves in a suspended chain and a leaf spring using a

sine wave generator

Fig. 4 : Determining the efficiency of the motor

Fig. 5: Energy in a capacitor (energy input is equal to the energy output)

3

Fig. 6: Forced oscillation in a spring pendulum

Fig. 7 (left): Recording mechanical oscillations of a rodpendulum with an XY plotter

Fig. 7 (right): Recording the superimposition of synchronised oscillations with an XY plotter

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3B SCIENTIFIC

®

PHYSICS

Moteur à courant continu 12 V à rotor sans fer U8552330

Instructions d'utilisation

02/08 DML/ALF

1 Levier
2 Enrouleur de cordon
3 Tôle de retenue
4 Manche
5 Moteur
6 Douille 4 mm

1. Consignes de sécurité

• Ne pas dépasser les paramètres de service
maximum admissibles (cf. point 3).

Les cheveux longs, les vêtements flottants ainsi que
les bijoux risquent de se prendre dans les parties
tournantes et de s’y enrouler.

• Afin de parer à ce danger, les personnes ayant
les cheveux longs devront porter une résille.

• Ôter tout vêtement ou bijou inapproprié.

En cas d’utilisation de la poulie et de la courroie de
transmission, il existe un risque supplémentaire de
coincement des doigts, par exemple, entre la
courroie et la poulie.

• Ne pas toucher les pièces rotatives du montage
expérimental.

Le moteur peut également être utilisé comme
générateur.

• A cet état de fonctionnement, ne pas brancher

d’alimentation aux douilles de connexion

2. Description

Le moteur est un petit moteur CC compact, équipé
d’un rotor sans fer et sert comme unité d’excitation
dans le cadre d’expériences scolaires dans les
domaines de la mécanique, de la théorie des
oscillations et de l’électricité et peut également
être utilisé comme générateur d’impulsions. Son
moment d’inertie réduit associé à un couple de
démarrage élevé entraîne un temps d’accélération
court. L’aimant permanent robuste dont est équipé
le stator permet un rendement particulièrement
élevé. La conception spéciale du collecteur et des
balais garantit, en association avec les paliers
lisses, une longue durée de service et de faibles
bruits de roulement.

L’essieu du moteur est équipé d’une douille filetée
sur laquelle est vissé un enrouleur de cordon.
Celui-ci permet également de fixer les poulies et le
levier sur l’essieu en vue de l’amorçage
d’oscillations et d’ondes.

Le moteur est rattaché à une tôle de retenue
coudée dotée d’un manche. Des douilles de
connexion 4 mm sur la tôle de retenue servent à
l’alimentation électrique et au prélèvement de
tensions en mode générateur.

1

3. Caractéristiques techniques

Tension nominale : 12 V CC
Tension de service max. adm. : 15 V CC

Charge sur le palier max. adm.
radiale en bout d’arbre : 5,0 N
axiale : 0,5 N

∗

Pour les moteurs issus de séries plus anciennes, cette

Vitesse à vide : 3800 t/min
Vitesse nominale

pour un couple nominal de : 3100 t/min / 5 mNm
Courant nominal sans charge /

avec charge nominale : 55 / 210 mA
Puissance absorbée : 2,9 W

Tension par vitesse de rotation : 3,6 … 4,4

mV

min/r

Résistance du rotor : 12 Ω
Couple de démarrage : 29 mNm
Temps d’accélération (en marche à vide) : 12,5 ms

Sens de rotation : inversable

tension se situe dans la plage : 2,8 … 3,6

4. Exemples d’expériences

mV

min/r

Fig. 1 : Expérience sur le mouvement uniforme (en haut) et sur la friction (en bas)

Fig. 2 : Excitation d’ondes transversales dans un ruban de caoutchouc sous utilisation d’un générateur d’ondes sinusoïdales

2

Fig. 3 : Excitation d’ondes longitudinales dans un ressort cylindrique (à gauche), excitation d’ondes transversales dans une
chaîne suspendue (au milieu) et d’un ressort à lames (à droite) sous utilisation d’un générateur d’ondes sinusoïdales

Fig.5 : Détermination du rendement du moteur

Fig. 6 : Energie dans un condensateur (alimentation en énergie = dégagement d’énergie)

3

Fig. 7 : Oscillations provoquées d’un balancier à ressort

Fig. 8 : Enregistrement à l’aide d’un enregistreur XY des oscillations mécaniques d’un balancier à barre (à gauche),
superposition d’oscillations de même fréquence (à droite)

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Sous réserve de modifications techniques

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Fisica 3B Scientific®

Motore a corrente continua 12 V con rotore senza ferro

Istruzioni per l'uso

02/08 DML/ALF

U8552330

1 leva
2 puleggia
3 lamiera di sostegno
4 asta
5 motore
6 jack da 4-mm

1. Norme di sicurezza

• Non superare i massimi parametri di
funzionamento ammessi (vedere punto 3).

Capelli lunghi, indumenti larghi e gioielli possono
impigliarsi e avvolgersi alle parti rotanti.

• Per evitare questo pericolo, in caso di capelli
lunghi indossare una cuffia.

• Togliere i gioielli e gli indumenti non adatti.

Durante l’uso della puleggia e delle cinghie di
trasmissione fare attenzione a non introdurre le
dita tra cinghie e puleggia.

• Non afferrare le parti in rotazione della
struttura di prova.

Il motore può essere utilizzato anche come
generatore.

• In tal caso non collegare alimentatori ai jack di

collegamento.

2. Descrizione

Il motore è un piccolo motore compatto a corrente
continua con rotore senza ferro e serve da unità di
eccitazione per esperimenti scolastici nel campo
della meccanica, della teoria delle vibrazioni e
dell’elettricità e come generatore tachimetrico.
Grazie al ridotto momento di inerzia e all’elevata
coppia di spunto il tempo di avviamento è breve. A
causa del potente magnete permanente dello
statore, il rendimento è particolarmente alto. La
speciale struttura del collettore e delle spazzole e i
cuscinetti radenti garantiscono una lunga durata e
bassa rumorosità.

L’asse del motore è dotato di un manicotto filettato
con puleggia avvitata: in questo modo all’asse si
possono anche fissare dischi e leve per produrre
oscillazioni meccaniche e onde.

Il motore è fissato tramite un’asta a una lamiera di
supporto arcuata. I jack di collegamento da 4 mm
montati sulla lamiera arcuata servono per
l’alimentazione elettrica e il prelievo di tensioni col
funzionamento generatore.

1

3. Dati tecnici

Tensione nominale: 12 V CC
Massima tensione di esercizio ammessa: 15 V CC
Regime minimo: 3800 min
Numero di giri

alla coppia nominale: 3100 min

-1

/ 5 mNm

Corrente nominale senza carico /
con carico: 55 / 210 mA

Assorbimento di potenza: 2,9 W
Tensione per numero di giri: 3,6 … 4,4

mV

min/g

Resistenza indotto: 12 Ohm

4. Esempi di esperimenti

Coppia di spunto: 29 mNm
Tempo di avviamento (a vuoto): 12,5 ms
Senso di rotazione: invertibile

-1

Massimo carico ammesso sul cuscinetto:

radiale all’estremità dell’albero: 5,0 N
assiale: 0,5 N

Con i motori di serie più vecchie la tensione è
compresa nel seguente range: 2,8 … 3,6

mV

min/g

Fig. 1 Esperimento sul moto uniforme (in alto) e sull’attrito (in basso)

Fig. 2 Eccitazione di onde trasversali in un nastro di gomma con l’utilizzo di un generatore sinusoidale

2

Fig. 3 Eccitazione di onde longitudinali in una molla elicoidale (a sinistra), eccitazione di onde trasversali in una catena
sospesa (al centro) e in una molla a balestra (a destra) con l’utilizzo di un generatore sinusoidale

Fig.5 Determinazione del rendimento di un motore

Fig. 6 Energia in un condensatore (energia apportata uguale energia rilasciata)

3

Fig. 7 Oscillazioni forzate di un pendolo a molla

Fig. 8 Registrazione di oscillazioni meccaniche con un registratore XY: di un pendolo ad asta (a sinistra) sovrapposizione di
oscillazioni con medesima frequenza (a destra)

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Con riserva di modifiche tecniche

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®

PHYSICS

Motor de corriente continua 12 V con rotor sin hierro U8552330

Instrucciones de uso

02/08 DML/ALF

1 Palanca
2 Roldana para cuerda
3 Chapa soporte
4 Mango
5 Motor
6 Casquillos de 4-mm

1. Advertencias de seguridad

• No se sobrepasen los parámetros máximos de
trabajo permitidos (ver Punto 3).

Cabellos largos, prendas de vestir amplias así como
ornamentos y joyas pueden ser arrastrados por las
partes en rotación.

• Para evitar estos peligros, en caso de cabellos
largos se debe llevar una redecilla.

• Se deben quitar vestimentas no adecuadas y
deponer cualquier clase de ornamentos y
joyas.

Al trabajar con la polea volante y con la correa de
accionamiento se tiene el peligro adicional que
p.ej. los dedos pueden entrar entra la polea y la
cuerda.

• En el montaje experimental no se deben tocar
las partes en rotación..

El motor también puede funcionar como
generador.

• En este estado no se debe conectar ninguna

clase de fuente de alimentación en los puntos
de contacto.

2. Descripción

El motor de corriente continua compacto y
pequeño con rotor libre de hierro sirve como
unidad de accionamiento en experimentos de
alumnos en la mecánica, en los temas de
oscilaciones y ondas, en la electricidad y además
puede ser utilizado como generador tacométrico.
Su momento de inercia bajo junto con un par de
giro de arranque dan por resultado un tiempo de
arranque muy corto. Debido al fuerte imán
permanente del estator se obtiene un rendimiento
especialmente alto. La construcción especial del
colector y las escobillas junto con cojinetes de
deslizamiento garantizan una vida media larga un
funcionamiento de ruido reducido. .

El eje del motor está dotado de un casquillo
roscado con una roldana para cuerda acoplada.
Con ella es posible fijar una polea o un mango
excéntrico para la excitación de oscilaciones
mecánicas.

El motor esta montado sobre una chapa metálica
curvada acoplada a un mango. Casquillos de
conexión de 4 mm sirven para la conexión de la
fuente de alimentación y para extraer la tensión en
caso de funcionamiento como generador.

1

3. Datos técnicos

Tensión nominal: 12 V CC
Tensión de trabajo max. permitida: 15 V DC
Revoluciones en vacío: 3800 min
Revoluciones nominales

con par de giro nominal: 3100 min

-1

/ 5 mNm

Corriente nominal sin carga/
con carga nominal: 55 / 210 mA

Consumo de potencia: 2,9 W
Tensión por revolución

∗

: 3,6 … 4,4

mV

min/r

Resistencia de rotor: 12 Ω

4. Ejemplos de experimentos

Par de giro de arranque: 29 mNm
Tiempo de arranque (en vacío): 12,5 ms
Dirección de rotación: invertible

-1

Carga max. permitida en el eje:

radial al extremo del eje: 5,0 N
axial: 0,5 N

∗

Motores de unas serie más antiguas entregan una

tensión en la gama de: 2,8 … 3,6

mV

min/r

Fig. 1 Experimento sobre el movimiento uniforme (arriba) y sobre rozamiento (abajo)

Fig. 2 Excitación de ondas transversales en una banda de goma utilizando un generador senoidal

2

Fig. 3 Excitación de ondas longitudinales en un muelle helicoidal (izquierda). Excitación de ondas transversales en una
cadena colgante (al centro) y en un muelle laminado (derecha), utilizando un generador senoidal

Fig.5 Determinación del rendimiento del motor

Fig. 6 Energía en un condensador (Energía absorbida igual a la energía entregada)

3

Fig. 7 Oscilaciones forzadas de un péndulo de muelle

Fig. 8 Registro de oscilaciones mecánicas en un registrador X-Y: De un péndulo de barra (izquierda); Superpocisión de
oscilaciones de frecuencias iguales (derecha)

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Se reservan las modificaciones técnicas

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Motor CC de 12 V com rotor sem ferro U8552330

Instruções para o uso

02/08 DML/ALF

®

PHYSICS

1 Alavanca
2 Polia para corda
3 Placa de apoio
4 Pé
5 Motor
6 Conectores de 4 mm

1. Indicações de segurança

• Nunca ultrapassar os limites operacionais
máximos permitidos (ver item 3).

Cabelos longos, roupas soltas, assim como jóias
podem ser agarrados pelos elementos rotativos e
vir a ser enroladas nestes.

• Para evitar esse risco, em caso de cabelos
longos deve-se utilizar uma boina.

• Peças de roupa inadequadas devem ser
retiradas antes da utilização do aparelho.

Em caso de utilização com a polia de banda e a
banda de impulso existe o risco suplementar de,
por exemplo, dedos serem puxados entre a polia e
a banda.

• Nunca pegar nas partes da montagem
experimental em rotação.

O motor também pode ser utilizado como gerador.

• Nesse caso, não conectar qualquer aparelho de

rede nos conectores.

2. Descrição

O motor é um pequeno e compacto motor DC com
rotor sem ferro e serve como elemento excitador
em experiências escolares no âmbito da mecânica,
das leis da oscilação e da elétrica, assim como
enquanto velocímetro. O seu reduzido momento
de inércia em associação com momento de rotação
inicial alto oferece um tempo de lançamento curto.
Graças aos poderosos ímãs permanentes do estator
o grau de efetividade é particularmente alto. A
construção especial do coletor e das escovas em
associação com rolimãs garantem uma longa vida
útil e uma produção reduzida de ruídos de
funcionamento.

O eixo do motor está equipado de uma caixa com
um eixo com passo de parafuso com a polia para
corda aparafusada. Com esta, pode-se facilmente
instalar disco e alavancas no eixo para a excitação
de oscilações e ondas.

O motor está fixado numa placa de apoio metálica
com pé. Conectores de 4 mm na placa servem para
a alimentação em eletricidade assim como para
redução de tensões durante a operação como
gerador.

1

3. Dados técnicos

Tensão nominal: 12 V DC
Tensão máxima admitida: 15 V DC
Rotações em ponto morto: 3800 min
Número de rotações nominal

com momento de torção igual a : 3100 min

-1

/ 5

mNm
Corrente nominal sem carga /

com carga nominal: 55 / 210 mA
Recepção de potência: 2,9 W

4. Exemplos de experiências

Tensão por número de rotação

∗

: 3,6 … 4,4

mV

min/r

Resistência do rotor: 12 Ω

-1

Momento de torção inicial: 29 mNm
Tempo de lançamento (ponto morto): 12,5 ms
Direção da torção: invertível
Carga máxima no rolimã:

radial ponta de eixo: 5,0 N
axial: 0,5 N

∗

Nos motores pertencentes a séries mais antigas

essa tensão se encontra na faixa de:

mV

2,8 … 3,6

min/r

Fig. 1 Experiência sobre o movimento uniforme (acima) e sobre a fricção (abaixo)

Fig. 2 Excitação de ondas transversais numa tira de borracha utilizando um gerador de seno

2

Fig. 3 Excitação de ondas longitudinais numa mola em parafuso (esquerda). Excitação de ondas transversais numa corrente
pendurada (no meio) e numa mola de fita (direita) utilizando um gerador de seno

Fig.5 Determinação do grau de efetividade do motor

Fig. 6 Energia num condensador (energia aportada igual energia liberada)

3

Fig. 7 Oscilação forçada de um pêndulo de mola

Fig. 8 Registro de oscilações mecânicas com um marcador XY: sobreposição das oscilações de freqüência constante de um
pêndulo de vara (esquerda)

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