Читать книгу Phil's Physics - Philip Häusser - Страница 8

Ein typisches Problem unserer Zeit: Handyakku leer! Wie oft ist es mir schon so gegangen, dass ich abends auf dem Weg nach Hause noch schnell eine E-Mail beantworten wollte – und dann, kurz bevor man auf »senden« drückt, geht der Saft aus. Okay, das ist ein Luxusproblem, ich gebe es ja zu. Aber stellt euch vor, ihr seid auf einer Expedition in der Wildnis und es gibt wirklich keine Steckdose! Für solche Fälle braucht man ein spezielles Ladegerät, das ohne Steckdose oder Akku funktioniert. Wir bauen es aus einem Akkuschrauber (natürlich ohne dessen Akku).

Wir wandeln bei diesem Experiment Bewegungsenergie (durch Drehen am Motor des Akkuschraubers) in elektrische Energie um – ein bisschen wie bei einem Fahrraddynamo. Theoretisch kann man das mit jedem Akkuschrauber oder Handy machen. Da ich aber natürlich nicht genau weiß, welche Geräte ihr habt, würde ich empfehlen, nicht gerade das nagelneue 800-€-Smart- phone mit dieser Methode aufzuladen, sondern es lieber erst mal mit einem alten Handy zu versuchen.

SO WIRD’S GEMACHT

Manche Akkuschrauber haben eine Sperre, die dafür sorgt, dass sich der Motor nicht drehen lässt, wenn der Akku nicht eingesetzt ist. Achtet bei der Beschaffung des Schraubers darauf, dass das möglich ist.

Schnappt euch das Ladekabel und schneidet mit der Schere das Ende ab, das nicht ans Handy gestöpselt wird. Benutzt die Klingen der Schere, um den Gummi-Mantel des Kabels ein Stück abzuziehen, damit ihr an die Drähte im Inneren heran kommt. Dort sollten mehrere kleinere Kabel (auch Adern genannt) zum Vorschein kommen. Wir brauchen das schwarze und das rote. Die anderen Adern könnt ihr abschneiden. Entfernt von der roten und der schwarzen Ader auch ein Stück Mantel. Dann liegen kleine Kupferdrähte frei und ihr zwirbelt diese frei liegenden Enden aus jedem Kabel zusammen.

Jetzt kommt der Akkuschrauber dran. Entfernt den Akku. An der Verbindungsstelle seht ihr zwei Kontakte, über die normalerweise der Strom vom Akku in den Elektromotor gelangt. Diese Kontakte brauchen wir später noch. Schaut euch jetzt schon mal an, welcher der beiden Kontakte der Plus-Pol und welcher der Minus-Pol ist, also wo die Symbole »+« und »-« auftauchen.

Damit der elektrische Kreis geschlossen und der Motor mit den Kontakten verbunden bleibt, wickeln wir Paketschnur um den Auslöser des Akkuschraubers, sodass dieser dauerhaft gedrückt wird. Benutzt die Schnur großzügig, damit später nichts verrutscht.

Als nächstes befestigen wir den Akkuschrauber auf dem Holzklotz. Wenn ihr später daran kurbelt, ist es wichtig, dass ihr unser Konstrukt fest im Griff habt. Legt also den Schrauber auf das Holzstück und wickelt ihn mit so viel Paketschnur fest, bis er nicht mehr wackelt.

Natürlich brauchen wir noch eine Kurbel, um unseren überdimensionierten Dynamo in Bewegung zu versetzen. Hier kommt der Rührbesen ins Spiel. Montiert ihn wie einen normalen Schraub-Aufsatz in das Futter der Bohrmaschine. Wenn ihr jetzt den Rührbesen dreht, sollte nichts wackeln. Stellt den Akkuschrauber auf den höchsten Gang bzw. »Schlagbohren«, dann ist das Drehmoment maximal. Legt dann den Rückwärtsgang ein. Schiebt jetzt den Holzlöffel durch die Windungen des Rührbesens und befestigt ihn gut mit Tesafilm (nicht sparen).

Aus der Alufolie bauen wir uns jetzt eine elektrische Verbindung. Schneidet die Folie in zwei Stücke mit den Maßen 5 cm x 30 cm. Faltet die Streifen längs, so dass sie noch schmaler werden. Zwirbelt das eine Ende jeweils zu einer Spitze und klappt das andere Ende einmal um, damit es dicker wird.

Befestigt das dicke Ende der Streifen jeweils an einem der Kontakte an der Unterseite des Bohrers. Biegt das Aluminium so, dass es fest sitzt. Achtet darauf, dass sich die beiden Alu-Streifen nicht berühren und ihr einen Kurzschluss erzeugt. Nutzt im Zweifel etwas Tesa, um die Alu-Leiter so zu befestigen, dass sie fest sitzen und sich nicht berühren. Zum Schluss bindet ihr die Leiter auf dem Holzklotz fest.

Die Alu-Leiter verbinden wir jetzt mit den Drähten des Ladekabels. Das schwarze Kabel befestigt ihr an dem Alu-Leiter, der mit dem Minus-Pol am Akkuschrauber verbunden ist. Das rote kommt entsprechend an den Plus-Pol.

Checkt zum Schluss nochmal, dass alles gut befestigt ist, nichts wackelt und auch, dass die Alu-Leiter kein Spiel haben. Dann kann es losgehen! Legt den Holzklotz so auf einen Tisch, dass ihr den Holzlöffel mit einer Hand gut drehen könnt, während ihr die Konstruktion auf dem Tisch mit der anderen Hand gut festhaltet. Jetzt müsst ihr nur noch das Handy einstöpseln und kurbeln! Falls ihr eine Schraubzwinge habt, befestigt den Holzklotz damit sicher am Tisch. Wenn wider Erwarten kein Strom am Handy ankommt, könnt ihr auch versuchen, die Adern aus dem Ladekabel direkt mit den Akkuschrauber-Kontakten zu verbinden.

ES FUNKTIONIERT! ABER WIE LANGE MUSS ICH JETZT KURBELN?

Die meisten Handys werden mit einer Spannung von 5 Volt geladen. Diese Spannung müsst ihr aufrechterhalten, bis das Handy geladen ist. Je langsamer ihr kurbelt, desto geringer ist die Spannung. Ob ihr schnell genug kurbelt, erkennt ihr daran, dass das Lade-Symbol bei eurem Handy aufleuchtet. Die Elektronik im Handy verhindert normalerweise, dass eine höhere Spannung an den Handy-Akku weiter geleitet wird. Es bringt also nichts, wie wild zu kurbeln – der Ladevorgang wird ähnlich lange dauern, wie wenn ihr das Handy über eine Steckdose ladet. Je nach Modell kann man aber schon nach ein paar Minuten Kurbeln das Gerät wieder benutzen. Für einen Notruf auf der Expedition in der Wildnis sollte das hoffentlich reichen … vorausgesetzt, ihr habt Empfang.

SO FUNKTIONIERT ES

Vielleicht fragt ihr euch, wie wir es jetzt geschafft haben, aus einem Akkuschrauber ohne Akku und einer improvisierten Kurbel Strom zu gewinnen. Ganz einfach: Wir haben unsere Muskelkraft benutzt und Bewegungsenergie in elektrische Energie umgewandelt. Der Akkuschrauber hat einen mächtigen Elektromotor eingebaut. Wenn der Akku dran steckt, wandelt der Motor elektrische Energie (aus dem Akku) in Bewegungsenergie (zum Schrauben) um. Das Ganze funktioniert aber auch rückwärts, wie bei einem Fahrrad-Dynamo. Da wird Bewegungsenergie in elektrische Energie umgewandelt. Wir haben also den Akkuschrauber an das Handy angeschlossen, dann am Motor des Akkuschraubers gedreht und so Strom erzeugt, der das Handy auflädt.