Verslag "Hoe rijdt een auto?"

Tekst: Edda Heinsman
Fotografie: Hanne Nijhuis

Deze week gaat de tentoonstelling ‘Iedereen elektrisch’ van start in NEMO. Inhoudelijk directeur van NEMO Rob van Hattum geeft in de wakker worden kinderlezing een voorproefje: hij vertelt alles over hoe auto’s kunnen rijden waar ze hun energie vandaan halen.

‘Is er iemand in de zaal die nog nooit in een auto heeft gezeten?’ vraagt Van Hattum het publiek. Nee, iedereen heeft natuurlijk wel eens in een auto gezeten. Een auto is niets bijzonders meer, hij bestaat al 100 jaar. Het woord auto komt van automobiel. Auto betekent zelf en mobiel betekent bewegen.  ‘Dat is Latijn’, weet een jongetje. De auto is een apparaat dat zelf beweegt, maar hoe?

Auto duwen

Een auto laten bewegen kost energie. Eén manier om die energie op te wekken is met spierkracht. Maar een auto duwen of trekken, zoals op de afbeelding die Van Hattum laat zien, dat schiet niet op. Het is zwaar, kost veel moeite en het gaat heel langzaam.

Dus gaan we op zoek naar een andere manier. Je kunt bijvoorbeeld stoom gebruiken om de wielen te laten draaien. Van Hattum heeft een simpele stoommachine gemaakt: een blikje met daarin wat water. Boven steekt een klein pijpje uit het blikje met een rietje als propellor. Op het moment dat Van Hattum een vlam bij het blikje houdt, warmt het water op. Er ontstaat stoom. De stoom neemt meer ruimte in en ontsnapt via het pijpje. Tenminste, in theorie. De eerste paar keer mislukt de proef, het molentje schiet de lucht in. Iedereen kijkt vol spanning toe. Dan lukt het, het molentje begint te draaien! Van Hattum vertelt dat zo’n simpele stoommotor al 2000 jaar bestaat.

Pas eind 18e eeuw werd dit principe gebruikt om voertuigen te bouwen. En ook daar heeft Van Hattum een voorbeeld van meegebracht: een stoomtreintje. Van Hattum steekt de brandstof onderin het treintje aan, maar het duurt nogal lang voor hij op gang komt. ‘Dat wil je natuurlijk niet bij je auto’, zeg Van Hattum. Bovendien verbruikt een stoommachine veel water en brandstof, en dat moet je allemaal meeslepen.

Fles op wieltjes

Nog een manier om je auto vooruit te laten bewegen: luchtdruk. Van Hattum sluit een lege plastic fles op wieltjes aan op een fietspomp. Een jongetje uit het publiek mag het demonstreren. Hij moet flink veel lucht in de fles pompen, maar dan schiet de fles heel hard weg. Van Hattum toont een filmpje van een auto met een straalmotor, die werkt op hetzelfde principe. We zien de auto met wel twaalfhonder kilometer per uur voorbij schieten, een stuk sneller dan de stoomtrein! Maar er is ook een nadeel. Hij kan keihard, maar alleen rechtdoor.

Spierkracht, stoommachine en straalmotor zijn niet de meest handige manieren om een auto aan te drijven. Veel auto’s maken tegenwoordig gebruik van een explosiemotor. We zien in een animatie hoe die werkt. In de motor zit een cilinder die volstroomt met brandstof. De brandstof wordt op elkaar gedrukt. Er komt een vonkje bij en de boel ontploft. Door de druk van de ontploffing beweegt de zogeheten zuiger naar buiten. De rook kan ontsnappen, de zuiger komt weer naar binnen, er wordt weer brandstof binnengelaten. Dan volgt weer een vonk, een onploffing, de bewegende zuiger etc. De zuiger zit vast aan een krukas. Die zet de op en neergaande beweging om in een draaiende beweging, om zo de wielen aan te drijven.

Roet

Moderne auto’s zijn efficiënt, maar hebben óók nadelen. Ze gebruiken fossiele brandstof, die in miljoenen jaren gevormd is uit planten- en dierenresten. De kinderen in het publiek weten welke problemen dit met zich meebrengt: fossiele brandstof raakt op,  en de stoffen die vrijkomen leiden tot vervuiling. Van Hattum demonstreert hoe vervuilend het wel niet is: hij steekt wat benzine aan en houdt er een glaasje boven. Het glas wordt zwart van het roet. Dat roet komt in de lucht en adem je ook in. Niet zo gezond. En dan hebben we het nog niet eens over het broeikaseffect gehad! Bovendien komen er steeds meer auto’s bij. Het zijn er nu zo’n zevenhonderdvijftig miljoen, maar dat aantal loopt snel op naar 1,5 miljard.

Het is de kinderen duidelijk dat er iets moet gebeuren, maar wat? ‘ Schonere auto’s maken’, stelt een kind voor. ‘Zonne-, wind- en waterenergie gebruiken’, zegt een ander. Een goed idee, vindt Van Hattum. Maar zelfs daar zitten nadelen aan. ‘Je moet eerst fabrieken maken die de zonnepanelen maken’, zegt een kind. ‘En als de zon niet schijnt, doet je auto het ook niet’, voegt een ander toe. Dat mag een meisje uit het publiek demonstreren, door met een zaklamp op een klein zonnewagentje te schijnen. Jahoor dat gaat prima. Maar zodra de zaklamp uitgaat, staat het autootje stil. ‘Als dat in de file gebeurt, gaat iedereen klagen’, roept een jongetje.

Zonneauto

Je moet dus een slimme truc verzinnen om ervoor te zorgen dat de opgewekte elektriciteit opgeslagen kan worden. En dit is mogelijk met een accu. Van Hattum pakt er een ander autootje bij. Hier zit een oplaadbare batterij in en een zonnepaneel. Het autootje kan ook rijden als de zon niet schijnt.

Voordeel van de elektrische auto is dat hij schoon is en stil. Maar het probleem zijn de enorme batterijen die je nodig hebt, en dat het heel lang duurt om ze op te laden. Gelukkig wordt daar veel onderzoek naar gedaan. De accu’s gaan steeds langer mee, en worden kleiner en lichter. Bovendien zijn er steeds meer oplaadpunten.

Maar hoe werkt nu eigenlijk zo’n elektrische motor? Je hebt een batterij, een spoel en een magneet. De elektriciteit loopt door de spoel en maakt hem magnetisch. De magnetische spoel wordt aangetrokken (of afgestoten) door de vaste magneet. De spoel draait een stukje richting magneet, dan wordt de stroom onderbroken, net lang genoeg om de spoel ver genoeg langs de magneet te laten draaien. De stroom gaat weer aan, waardoor de andere helft van de spoel wordt aangetrokken door de magneet. De magnetische spoel draait een stukje verder, de stroom wordt weer onderbroken, maar de spoel blijft doordraaien en de stroom gaat weer aan. Zo blijft de spoel draaien en heb je een elektromotor gemaakt!

Alle kinderen mogen het uitproberen. Ze krijgen een stuk dun opgerold koperdraad, een batterij en een houdertje. Het is een heel gevoelig klusje maar na even prutsen draaien alle elektromotortjes! De stemming zit er goed in als Van Hattum afsluit met een heleboel afbeeldingen van futuristische elektrische auto’s. ‘Ik weet niet hoe snel het precies gaat, maar ik denk dat jullie kinderen allemaal elektrisch zullen rijden.’  Een jongen heeft nog een mop: ‘Hoe heet de nieuwste auto die op hout rijdt?’ Niemand weet het. Een jongetje gokt ‘houto’. Het antwoord: ‘opelhaard’.