
Da man für einen Elektromotor einen Elektromagneten braucht, sehen wir uns erst einmal an, wie der funktioniert. Elektrische Ströme sind von Magnetfeldern umgeben. Ein linienförmiger Strom ist dabei von ringförmigen Magnetfeldlinien umgeben. Ist der Leiter eine Schleife, bildet das Magnetfeld einen Schlauch aus Ringen um die Schleife. Wie sich Richtung von Strom und Magnetfeldlinien verhalten, kann man in der Abbildung 1 sehen – rot sind die elektrischen Ströme, schwarz die Feldlinien dargestellt. Fließt der Strom nach unten, sind die Feldlinien im Uhrzeigersinn gerichtet. Bei der Schleife (links unten) fließt der Strom gegen den Uhrzeigersinn und die Feldlinien sind im Innern der Schleife in die Bildschirmebene hineingerichtet.
Um sich die Richtungen merken zu können, gibt es folgende Regel: Der Daumen der linken Hand zeigt in die physikalische Stromrichtung, also in die Richtung, in die Elektronen fließen, von Minus nach Plus. Dann zeigen die gekrümmten Finger in die Richtung der Magnetfeldlinien.Ein Elektromotor wandelt elektrische Energie in mechanische Energie um.
Um einen Elektromotor zu bauen, braucht man einen Elektromagneten und einen Permanentmagneten. Den Elektromagneten liefert uns in der Skizze unten die Drahtschleife. Fließt nun ein elektrischer Strom durch die Drahtschleife, wird sie zu einem Magneten (einem Elektromagneten). Bei der eingezeichneten Stromrichtung ist das Feld im Inneren der Drahtschleife nach oben gerichtet, außerhalb von ihr nach unten. Wo die Feldlinien die – hier aus nur einer einzigen Wicklung bestehenden – Spule verlassen, liegt der Nordpol des Elektromagneten – in der Abbildung also oben.
Die Drahtschleife liegt dabei im Feld eines Permanentmagneten.
(Die Zeichnung soll nur das Prinzip wiedergeben, weshalb ich mich hier auf die Darstellung der Pole des Permanentmagneten beschränkt habe – wie man weiß, existieren keine magnetischen Monopole und Nord- und Südpol können daher nicht getrennt auftreten. In Wirklichkeit bilden die beiden Pole die Enden eines Magneten mit einem Hohlraum zwischen sich. Die bei realen Elektromotoren verwendeten Permanentmagnete sind so geformt, dass sie zwischen ihren Polen einen zylinderförmigen Hohlraum haben, in dem sich der Elektromagnet dreht.