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Hallo und herzlich willkommen auf meiner Homepage,

Im Jahr 1992 hatte ich während meines Ingenieurstudiums einen merkwürdigen Einfall: Könnte man mit Hilfe eines Hohlraumresonators einen Elektromotor bauen? Dieser Frage nachzugehen erschien mir verlockend, denn ein solcher Motor hätte ein leichtes Gewicht im Gegensatz zu den üblichen Motoren mit ihren schweren Blechkernen, die ich bis dahin kennen gelernt hatte. In einem ersten Schritt fand ich eine Möglichkeit, wie sich in einem zylindrischen Resonator ein Drehfeld mathematisch beschreiben lässt und wie man es physikalisch erzeugen kann. Danach berechnete ich mit Hilfe vereinfachter Annahmen, wie groß das Anfahrmoment eines solchen Motors wäre und stellte ernüchtert fest, dass dieses extrem klein wäre. Für praktische Anwendungen würde diese Maschine nicht in Frage kommen und ich stand kurz davor, dieses Thema ad acta zu legen.

Das es nicht dazu kam lag daran, dass ich es wie jeder Student gewohnt war, zur Übung Aufgaben durchzurechnen. Ich stellte mir also vor, dass dieser Motor prinzipiell funktionsfähig war. Das würde heißen: perfekte reibungsfreie Lager und hohe Feldstärken, um die Rotation des Läufers zu ermöglichen. Dann lautete die nächste Frage: welchen Zusammenhang gibt es zwischen Drehmoment und Drehzahl bei dieser Maschine? Ich untersuchte dazu wie das Magnetfeld aussieht, wenn man es vom sich drehenden Rotor aus betrachtet und kam bei meinen Berechnungen bald in Schwierigkeiten. Bei einer Fehleranalyse stellte ich fest, dass mit dem Ansatz etwas nicht stimmte: Ich hatte für den Rotor eine Transformation analog zur Galilei-Transformation verwendet. In einem Hohlraumresonator gelten nun die Maxwellschen Gleichungen, die elektromagnetische Felder beschreiben, in ihrer vollständigen Form.

Dunkel erinnerte ich mich an die Grundvorlesungen der Physik. Die Spezielle Relativitätstheorie lehrt, dass für die Maxwellschen Gleichungen eine ganz andere Transformation gilt, die Lorentz-Transformation. Die Galilei-Transformation erwies sich demnach als unbrauchbar. Doch auch die Lorentz-Transformation schien mir für die Lösung meines Problems nicht geeignet zu sein, da die Spezielle Relativitätstheorie nur eine bestimmte Sorte von Bezugssystemen verwendet: geradlinig gleichförmig bewegte Systeme (Inertialsysteme). Bei dieser Maschine aber hatte ich es jedoch mit einem rotierenden Bezugsystem zu tun, in dem infolge der ständigen Richtungsänderung eine Beschleunigung vorhanden ist.

Aus der populärwissenschaftlichen Literatur war mir nun bekannt, dass man bei Vorhandensein von beschleunigten Bezugsystemen auf die Allgemeine Relativitätstheorie ausweichen muss. Hier lassen sich physikalische Gesetze (wie z. B. die Maxwellschen Gleichungen) so formulieren, dass sie auch in beschleunigten Bezugssystemen angewendet werden können. Um meine verrückte Idee weiter zu spinnen wollte ich herausfinden, wie das funktionierte. Ich arbeitete mich in die A.R. ein, was mich eine Menge Zeit und Mühe kostete [gelohnt hat sich das Selbststudium auf jeden Fall, denn die A.R erweist sich als eine elegante und schöne Theorie; es hat viel Spaß gemacht 8-)].

Die Theorie erschien mir als brauchbares Hilfsmittel, meine Aufgabe zu lösen. Sie liefert (sofern sich der Weg als sinnvoll erweist) nicht nur eine Aussage über das elektromagnetische Feld vom Rotor aus sondern auch gleichsam als Nebenprodukte zwei weitere Aussagen: Eine mögliche Transformationsvorschrift vom ruhenden in das rotierende System und ein sogenanntes metrisches Feld, welches sich in Gestalt eines künstlichen Gravitationsfeldes (Zenrifugalkraft) äußert. Mit Hilfe des elektromagnetischen Feldes lässt sich dann berechnen, wie das Drehmoment des Motors von der Drehzahl abhängt. Der Motor könnte daher auch zum Test der A.R. verwendet werden. Mehr darüber berichte ich in meinem Artikel über die relativistische Asynchronmaschine in dieser Homepage.

Da der Artikel in Eigeninitiative und ohne Gedankenaustausch mit in der A.R. erfahrenen Fachleuten stattfand, gehe ich davon aus, das er einige Fehler enthalten dürfte. Mich würde daher - und deshalb erstellte ich diese Homepage - die Meinung von Ingenieuren oder Physikern, die mit der Materie vertraut sind, sehr gerne interessieren. Hinweise zu Korrekturen und Anmerkungen zum Artikel sind erwünscht und können mir unter admin@relativistische-asynchronmaschine.de zugesandt werden.

Zur Darstellung von Formeln ist die Auszeichnungssprache MathML gut geeignet. Da gegenwärtig nur wenige Browser MathML zufriedenstellend wiedergeben können oder noch oft ältere Browser in Gebrauch sind, werden zum Herunterladen aus XML generierte PDF-Dateien angeboten. Für die XML-Version selbst ist nach meiner Erfahrung Firefox 3.0 als Browser am besten geeignet.

Vielen Dank an dieser Stelle für euer Interesse.

©24.01.2009 T. Schneider