23 13 Der Generator In der dritten Klasse hast du schon den Fahrraddynamo kennengelernt. Er wandelt mechanische Energie in elektrische Energie um. Maschinen, die das bewirken, heißen Generatoren1 (generator). Ihr Grundprinzip ist die Induktion in Spulen. Die großtechnische Anwendung in Kraftwerken hat die zweite industrielle Revolution ausgelöst (Abb. 13.1). Versuch: Bringe eine Spule drehbar zwischen die Pole eines Magnets. Führe ihre Enden zu Schleifringen, die über Schleifkontakte mit einem Messgerät verbunden sind (Abb. 13.2). Stelle zunächst die von den Spulenwindungen umschlossene Fläche senkrecht zum magnetischen Feld. Drehe dann die Spule. Der von der Spule umschlossene Anteil des Magnetfelds wird durch die Drehung kleiner und erreicht nach der ersten Vierteldrehung den Wert Null. Die Windungen sind in diesem Augenblick parallel zum magnetischen Feld. Bei der zweiten Vierteldrehung wird der Anteil des von der Spule umschlossenen magnetischen Feldes größer und erreicht wieder den ursprünglichen Wert. Bei jeder weiteren halben Drehung wiederholen sich diese Vorgänge. Versuch: Beobachte den jeweiligen Ausschlag am Messgerät. Bei welchen Positionen der Spule wechselt er seine Richtung? Die Änderung des magnetischen Feldes innerhalb der Spule hat eine Induktionsspannung zur Folge. Nach jeder halben Drehung kehrt sich – von der Spule aus gesehen – die Richtung des magnetischen Feldes und damit die Richtung der Induktionsspannung um. Wir erhalten also eine Spannung, deren Richtung periodisch wechselt, eine Wechselspannung (Abb. 13.3). Diese bewirkt einen Wechselstrom. 1 generare (lat) … erzeugen Wird im Kraftwerk „Strom“ erzeugt? 13.1 Generator (vorne) und Turbine (hinten) in der Kraftwerkshalle eines Speicherkraftwerks 13.4 Schematische Darstellung einesWechselstromgenerators Rotor (Feldmagnet) wird angetrieben. Stator mit Induktionsspulen Gleichstrom erregt den rotierenden Feldmagnet. ~ induzierte Wechselspannung 13.2 Prinzip eines Wechselspannungsgenerators Schleifringe mit Bürsten Rotor Stator Beobachte den Zeigerausschlag ... ... beim Drehen der Spule! Stromstärke I Zeit t Der Wechselstrom ändert seine Stärke und seine Richtung. erste halbe Umdrehung der Leiterschleife zweite halbe Umdrehung der Leiterschleife 13.3 Zeitlicher Verlauf einer Wechselspannung mit entsprechender Rotorstellung im Generator. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
RkJQdWJsaXNoZXIy ODE3MDE=