87 53 Der Fahrraddynamo – ein Generator Wann leuchtet der von einem Dynamo gespeiste Scheinwerfer eines Fahrrades besonders hell? Du musst dazu schnell fahren, sodass sich das Antriebsrad des Dynamos rasch dreht. Fährst du aber langsam oder musst du stehen bleiben, hast du nur wenig oder gar kein Licht. Versuch: Befestige einen Fahrraddynamo mit einer Klemme an einer Stativstange. Verbinde die Klemme und den Stromanschluss des Dynamos mittels Krokodilklemmen und Kabeln mit einem Glühlämpchen (Abb. 53.1). Was beobachtest du, wenn du das Reibrad verschieden schnell drehst? Je rascher sich das Rad dreht, desto größer ist die entstehende Spannung, und desto mehr Strom kann fließen. Im Dynamo wird Bewegungsenergie in elektrische Energie umgewandelt. Maschinen dieser Art werden als elektrische Generatoren (generator, dynamo) bezeichnet. Versuch: Baue aus den Teilen des Schülerversuchsgerätes das Modell eines einfachen Generators auf (Abb. 53.2) oder verwende ein Generatormodell. Die wichtigsten Teile sind ein Dauermagnet und eine Spule. Wenn du den Magnet oder die Spule in Drehung versetzt, zeigt das angeschlossene Messgerät die erzeugte Spannung an. Der Fahrraddynamo (Generator) wandelt Bewegungsenergie in elektrische Energie um. Dabei bewegen sich ein Magnet und eine Spule relativ zueinander. Moderne Fahrräder haben oft keinen Dynamo mehr, sondern eine mit Batterien betriebene Beleuchtung. Dadurch leuchtet das rote Rücklicht auch bei Stillstand des Fahrrades und erhöht damit die Sicherheit. Zusätzlich müssen Fahrräder auch noch nach vorne, nach hinten und nach der Seite mit reflektierenden Rückstrahlern (passive Elemente, die fremdes Licht reflektieren) ausgestattet sein. In Abb. 53.3 sind die besprochenen Umwandlungen verschiedener Energieformen in elektrische Energie schematisch dargestellt. Solarzellen wandeln Strahlungsenergie, Thermoelemente Wärmeenergie, Akkumulatoren chemische Energie, Generatoren wie der Fahrraddynamo Bewegungsenergie in elektrische Energie um. Allerdings ist jede dieser Energieumwandlungen auch mit Verlusten in Form von Wärmenergie verbunden. Du bist dran - zeige deine Kompetenz: 53.1 Warum musst du beim Versuch nach Abb. 53.1 auch die Befestigung des Dynamos mit dem Messgerät verbinden? Wie erfolgt die entsprechende Verbindung beim Fahrrad? 53.2 Aus Sicherheitsgründen sollte ein Fahrrad auch im Stand beleuchtet sein. Warum ist dies mit dem Dynamo nicht möglich? Welche zusätzliche Spannungsquelle ist dazu notwenig? Kann man Bewegungs- energie direkt in elektri- sche Energie umwandeln? 53.1 Der Fahrraddynamo liefert eine elektrische Spannung. 53.3 Unwandlung von verschiedenen Energieformen in elektrische Energie elektrische Energie mechanische Energie chemische Energie Lichtenergie Wärmeenergie Ladungstrennung 53.2 Modell eines einfachen Generators Generatoren wie der Fahrraddynamo wandeln Bewegungsenergie in elektrische Energie um. N r zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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