86 17.3 Zitternde Elektronen Generatoren und Wechselstrom Dass der Strom einfach so aus der Steckdose kommt, ist schon sehr praktisch. Wie aber wird er erzeugt? In Generatoren. Wie das funktioniert, sehen wir uns in diesem Abschnitt an. Wenn du eine brennende Glühlampe in Superzeitlupe betrachtest, kannst du sehen, dass sie regelmäßig die Helligkeit verändert. Kurz: Sie flimmert! Begründe, warum das so ist. In welchem Rhythmus flimmert sie? B 17.18 In Superzeitlupe beobachtet schwanken Glühlampen in ihrer Helligkeit. Warum ist das so? Lies in Kap. 17.2 nach, wie man durch Bewegung Strom erzeugen kann. Erkläre diesen Vorgang deiner Sitznachbarin oder deinem Sitznachbar. In B 17.19 siehst du einen Generator im Modellversuch. Wie funktioniert das Ding? Was macht der Zeiger des Voltmeters, wenn du kurbelst? Erkläre. In B 14.5 (S. 53) siehst du ein Wasserkraftwerk im Querschnitt. Erkläre, was dort im Detail passiert und begründe, wieso man das Wasser aufstauen muss. Im Zusammenhang mit Kraftwerken ist oft von Energieerzeugung und Energieverbrauch die Rede. Diese Begriffe sind aber physikalisch gesehen falsch! Begründe: Was könntest du stattdessen besser sagen? A 8 A 9 A 10 Schleifringe Stator V Rotor S N B 17.19 Ein Generator im Modellversuch A 11 A 12 Was braucht man, um Strom durch Bewegung zu erzeugen? Einen Leiter und ein Magnetfeld, die sich zueinander bewegen. Das kann man technisch unterschiedlich umsetzen ( A9 ). Man kann eine Leiterschleife durch ein Magnetfeld bewegen (B 17.9) oder einen Magneten in einer Spule hin und her schieben (B 17.10). Besonders zweckmäßig ist aber eine Drehbewegung. So funktionieren Fahrraddynamo und Lichtmaschine. Im ganz großen Stil hat man dieselbe Technik auch bei einem Großgenerator, wie er sich zum Beispiel in einem Wasserkraftwerk befindet ( A11 ; B 17.20 und B 17.21). Bei Großgeneratoren wird das Magnetfeld nicht durch Permanentmagnete, sondern durch Elektromagnete erzeugt, weil diese wesentlich stärker sind. B 17.21 Ein Blick ins Innere des Wasserkraftwerkes Ybbs- Persenbeug: Es sind drei von fünf Generatoren zu sehen. Sie befinden sich unterhalb der roten Abdeckungen und sehen so ähnlich aus wie in B 17.20. Jeder einzelne Generator hat ungefähr die 20.000-fache Leistung einer Lichtmaschine. Wenn du einen Magneten in einer Spule so wie in B 17.10 (S. 84) hin- und herschiebst, schlägt das Voltmeter abwechselnd nach links und nach rechts aus. Du erzeugst also keine Gleichspannung, sondern eine Wechselspannung. Dasselbe passiert auch bei der Drehung einer Spule im Magnetfeld ( A10 ). Weil alle Generatoren Strom durch Drehung erzeugen, liefern sie alle Wechselspannung und somit Wechselstrom. Wie sieht das im Detail aus? B 17.20 Generator und Turbine in einem Wasserkraftwerk (siehe dazu auch B 14.5, S. 53). Der Stator ist der Teil des Generators, der sich nicht bewegt. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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