Lösung zu Elektrisch Drehimpuls pumpen

1. Im Gleichstrommotor fliesst die elektrische Ladung vom hohen zum tiefen Potenzial. Mit der dabei freigesetzten Leistung wird Drehimpuls aus einem Körper mit kleiner Winkelgeschwindigkeit in einen Körper mit grösserer Winkelgeschwindigkeit gepumpt. In den meisten Fällen ist der eine Draht und das Gehäuse des Motors "auf Erde" gehalten. Der Energiestrom kann dann dem zweiten Draht und der Antriebswelle zugeordnet werden. Die Richtung des elektrischen Stromes ist über die Definition der positiven Ladung festgelegt, die Richtung des Drehimpulsstromes hängt mit der positiven Drehrichtung zusammen.
2. Die elektrische Leistung ist gleich Spannung mal Stromstärke.
3. Der dem Drehimpuls zugeordnete Energiestrom ist gleich Winkelgeschwindigkeit mal Drehmoment (Stärke des Drehimpulsstromes).
4. Ein idealer Gleichstrommotor gibt im stationären Betrieb zu jedem Zeitpunkt gleich viel Energie ab wie er aufnimmt. Folglich gilt [math]UI = \Delta \omega I_L = \omega M[/math]. Weil die beiden Stromstärken proportional zueinander sind, steigt die Spannung mit der Winkelgeschwindigkeit.

Aufgabe