Do-it-yourself: elektrischen Strom selbst erzeugen

Mit diesen einfachen Utensilien kann man Strom selber erzeugen.

Elektrische Energie kannst du ganz einfach selbst erzeugen. In diesem DIY-Beitrag erfährst du, wie du elektrischen Strom selbst erzeugen kannst. Notwendig sind nur wenige Mittel & Handgriffe. Viel Spaß beim Basteln!

Die Zutatenliste

  • 1 – 2 kräftige Dauermagneten (beispielsweise Neodym)
  • 1 Kunststoff- oder Papprohr (eine Klopapierrolle, die zugeschnitten wird, funktioniert wunderbar. Maße: Länge etwa 10 cm, Durchmesser so, dass du die Magneten ungehindert durchs Rohr wandern lassen kannst)
  • Kupferlackdraht (Durchmesser 0,1 – 0,2 mm, Menge so wählen, dass du rund 500 Windungen ums Rohr schaffst)
  • Pappe (Reste genügen; zwei Runde Kreise sollst du damit ausschneiden)
  • 1 low current-LED in einer Farbe deiner Wahl
  • eine Schere
  • 1 Rundholz (Durchmesser 10 mm, Länge mind. 12 cm)
  • ein Stück Schrumpfschlauch, Durchmesser 10 – 12 mm (muss um das Rundholz passen)
  • Klebstoff
  • Lötkolben und Lötzinn

1.Bau der Spule

Zunächst baust du dein Rohr: wenn du dich auch für eine Klopapierrolle entschieden hast, verklebst du sie so, dass Rundholz und Magneten später problemlos durchkommen, also mit ca. 11 – 13 mm Durchmesser.

DSC_7926

Schneide dann zwei kreisrunde Pappscheiben aus – ich habe mir die Ränder zunächst mit einer Tasse vorgezeichnet, damit die Scheiben auch gerade werden. Bohre ein Loch durch die Mitte der Pappscheiben, damit du sie auf das Papprohr stecken kannst. Die beiden Pappscheiben haben zueinander einen Abstand von etwa 12 mm.

DSC_7930

Nun kommt der Kupferlackdraht ins Spiel: umwickle den Rohrkern zwischen den beiden Pappscheiben rund 500 x mit dem Draht. Achte bitte darauf, möglichst gleichmäßig zu wickeln. Die beiden Enden müssen zum Schluss nach außen geführt sein:

DSC_7931

2. LED anschließen

Damit du die LED anschließen kannst, wirst du nun je ein Ende des Kupferlackdrahts abisolieren. Wickle anschließend den Draht mehrmals um die Anschlussbeine der LED:

DSC_7936

Verbinde anschließend die beiden Drahtenden mit Lötzinn:

DSC_7940

Um die Anschlussdrähte nicht abknicken zu lassen, verklebst du im nächsten Schritt die LED-Leuchte auf der Pappscheibe.

DSC_7954

3. Der Magnetstab

Klebe nun den oder die Dauermagneten an die Stirnseite des Rundholzes:

DSC_7955

Nun fasst du die Dauermagneten und den Stab mit einem Stück Schrumpfschlauch ein:

DSC_7957

4. Elektrischen Strom selbst erzeugen: los geht’s!

Nach diesen drei Teilschritten kommt das eigentliche Experiment. Stecke den Magnetstab nun in die Spulenröhre und bewege ihn schnell hin und her.

DSC_7960

Hat alles funktioniert, leuchtet deine LED jedesmal, wenn sich der Magnet im Inneren der Spule bewegt, auf. Je zügiger du den Magnetstab hin und her bewegst, umso heller sollte das Licht der LED erscheinen.

Die Erklärung: deshalb kannst du elektrischen Strom selbst erzeugen

Es wäre heutzutage ein absolutes Unding, die Stromversorgung ausschließlich über Batterien laufen zu lassen. Hier setzt das „Induktionsprinzip“ ein, das sich in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts durchsetzte: mechanische Energie wird in elektrische gewandelt, wenn man einen Magneten in einer Kupferdrahtspule bewegt. Die Magnetbewegung „induziert“ innerhalb der Spule eine Spannung. Diese Spannung lässt sich an den Enden der Spule abgreifen.

Wie du weißt, haben Magneten eine Art „Feld“ um sich herum. Sichtbar wird dies mithilfe von Eisenfeilspänen. Auf elektrisch geladene Teilchen wirkt sich dieses Feld aus. Sämtliche Stoffe, die uns umgeben, bestehen aus etlichen, unzähligen Atomen, die ihrerseits elektrisch geladen sowie stabil aneinander gekoppelt sind. Ein Atom wiederum baut sich aus einem Atomkern sowie aus einer Hülle von Elektronen auf. Der Atomkern allein macht bereits fast die komplette Masse eines Atoms aus. Er zeigt sich als kompliziertes Gebilde, bestehend aus Protonen und Neutronen. Für unser Experiment genügt es, wenn du dir den Atomkern als eine winzige Kugel vorstellst, die positiv elektrisch geladen ist.

Die Elektronenhülle des Atoms jedoch besteht aus ebenso vielen Elektronen, die negativ geladen sind, wie sich im Atomkern positiv geladene Protonen befinden. Atomkern und Elektronen besitzen als Ladungsträger gegensätzliche Ladungen, die sich gegenseitig anziehen, woraus sich die Bindungskräfte zwischen Atomen innerhalb eines Stoffs erklären. Wir können uns also merken: gleichnamige Ladungsträger wirken abstoßend aufeinander, ungleichnamige hingegen wirken anziehend aufeinander.

Nimmst du nun einen Magneten und bewegst du diesen innerhalb der Spule zügig hin und her, wirken die elektrisch geladenen Teilchen im Spulendraht. Das Metall enthält ungebundene und elektrisch negativ geladene Elektronen, die leicht verschiebbar sind. Da du das Feld der Magneten bewegst, erhalten die Elektronen einen Anstoß und bewegen sich ebenfalls. In der Folge kommt es zu elektrischer Spannung zwischen den Leiterenden – und damit zur Grundvoraussetzung dafür, dass elektrischer Strom überhaupt fließen kann.

Du erzeugst also mit dem Hin- und Herbewegen des Magnetstabs Bewegungsenergie und damit elektrische Energie, um die LED zum Leuchten zu bringen. Die LED kannst du auch durch ein Spannungsmesser ersetzen und dadurch erkennen, dass das Ein- und Austauchen des Magnetstabs rhythmisch für Spannung sorgt: du solltest einen kurzen Ausschlag mit Richtungswechsel erkennen. Variierst du die Geschwindigkeit, wirst du außerdem feststellen, dass die induzierte Spannung ansteigt, je schneller du den Magnetstab bewegst.

Viel Spaß beim Ausprobieren.


Produkte, die Sie interessieren könnten


Sag uns deine Meinung!

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.