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)
Elwe Didactic GmbH • Steinfelsstr. 6 • 08248 Klingenthal • Deutschland • www.elwedidactic.com
3B Scientific GmbH • Rudorffweg 8 • 21031 Hamburg • Deutschland • www.3bscientific.com
Technische Änderungen vorbehalten
© Copyright 2008 3B Scientific GmbH
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 GmbH • Rudorffweg 8 • 21031 Hamburg • Germany • www.3bscientific.com
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