Startseite → Lernen → ⚙️ Motoren & Maschinen
⚙️ Motoren & Maschinen
Drehmoment, Drehzahl, Leistung, Schlupf und Wirkungsgrad. Wähle unten selbst, wie tief du einsteigen möchtest.
Begriff zuerst
Bevor du eine Formel einsetzt, kläre, welche physikalische Größe gemeint ist und welche Einheit dazugehört.
Formel umstellen
Gesuchte Größe markieren, Formel nach ihr umstellen, Einheiten vereinheitlichen und erst dann Zahlen einsetzen.
Plausibilität
Passt das Vorzeichen, die Größenordnung und die Einheit? Eine kurze Kontrolle findet viele Rechenfehler.
Dein Lernpfad
Motorleistung
Mechanische Motorleistung kann aus Drehmoment und Drehzahl bestimmt werden. Formel: P = M·ω.
Drehmoment
Drehmoment beschreibt die Drehwirkung einer Kraft. Formel: M = F·r.
Drehzahl
Drehzahl gibt an, wie viele Umdrehungen pro Minute erfolgen. Formel: n = U/min.
Synchrondrehzahl
Die Synchrondrehzahl eines Drehfeldes hängt von Netzfrequenz und Polpaarzahl ab. Formel: ns = 60·f/p.
Schlupf
Beim Asynchronmotor ist die Rotordrehzahl kleiner als die Synchrondrehzahl. Formel: s=(ns-n)/ns.
Wirkungsgrad Motor
Der Wirkungsgrad setzt abgegebene mechanische Leistung ins Verhältnis zur aufgenommenen Leistung. Formel: η = Pab/Pin.
Rechenmethode
Diese Reihenfolge funktioniert bei vielen Elektrotechnik-Aufgaben und macht Rechenwege nachvollziehbar.
Einsteiger-Erklärung
Ein Elektromotor wandelt elektrische in mechanische Energie um: Er erzeugt ein Drehmoment (eine Drehkraft) bei einer bestimmten Drehzahl. Beide zusammen ergeben die mechanische Leistung – ein Motor mit hohem Drehmoment bei niedriger Drehzahl kann dieselbe Leistung liefern wie ein Motor mit wenig Drehmoment bei hoher Drehzahl.
Beim Asynchronmotor läuft der Rotor immer etwas langsamer als das magnetische Drehfeld im Stator – diese Differenz heißt Schlupf und ist notwendig, damit überhaupt ein Drehmoment entsteht.
Fortgeschrittene Hinweise
- Beim Asynchronmotor entsteht Drehmoment nur bei Schlupf s>0; bei s=0 (Synchrondrehzahl) fließt kein nennenswerter Rotorstrom mehr und das Drehmoment sinkt auf null.
- Der Wirkungsgrad realer Elektromotoren liegt je nach Baugröße und Effizienzklasse (IE1–IE4) meist zwischen 80 % und über 96 %; der Rest geht als Kupfer-, Eisen- und Reibungsverluste verloren.
- Anlaufstrom und Anlaufmoment von Asynchronmotoren können ein Vielfaches (oft das 5- bis 8-Fache) des Nennstroms betragen, weshalb Stern-Dreieck-Anlauf oder Sanftstarter eingesetzt werden.