Energieerhaltungssatz im Dynamo/Generator?
Wenn man einen Dynamo ohne einen Akku dreht wird die gesamte Energie durch Reibung in Wärme umgewandelt. Doch wenn man einen Akku oder Verbraucher zwischenschliest wird der Großteil in elektrische Energie umgewandelt und es entsteht viel weniger Wärme obwohl gleich viel Reibung auftritt. Wie ist das möglich?
4 Antworten
Die Reibung ist i.d.R. gleich, dein unbelasteter Generator dreht sich auch leichter, als der, der elektrische Energie erzeugt.
Im Leerlauf gibt es nur kleine Reibungsverluste.
Im Lastfall gibt es zwar ungefähr gleich viel Reibung, aber durch die Last entsteht ein zusätzliches Widerstandsmoment. Also die Wärmeentwicklung durch Reibung bleibt gleich, gleichzeitig gibt der Generator aber noch elektrische Leistung ab, die sich im Motor als Widerstandsmoment zeigt.
Das ist das alte Problem, dass man leicht denkt: "Der Motor dreht sich ja eh. Ob ich jetzt eine Last dranhänge oder nicht..." Aber wenn sich ein Motor im Leerlauf dreht, gibt es (im Idealfall ohne Reibung) auch keine Leistung ab. Also eine Drehbewegung bedeutet nicht automatisch, dass auch viel Leistung abgegeben wird. Da kommt es dann auf das Drehmoment an. P=M*omega (Leistung=Drehmoment * Winkelgeschwindigkeit)
Vor geraumer Zeit habe ich hier einmal einen Satz formuliert, mit dem ich nicht nur ständig alle Hoffnungen auf das "Strom sparende Elektroheizgerät" (so wie der "Fleisch sparende Fleischwolf") zerstöre, sondern auch bei einigen anderen Unklarheiten zum Energieerhaltungssatz Hilfe bieten kann:
Jeder "Stromverbrauch" (im umgangssprachlichen Sinne) ist Wärmeerzeugung und/oder die Ladung von Energiespeichern.
Wenn ein Akku geladen wird, dann wird also ein Energiespeicher geladen. Die restliche Energie, die dem Dynamo (mechanisch) zugeführt wird, wird in Wärme gewandelt. Wenn bei laufendem Dynamo das Ladegerät mit Akku angeschlossen wird, erhöht sich - wie bei jedem Verbraucher - schlagartig das Drehmoment, d.h. der Dynamo läuft schwerer. Zur Aufrechterhaltung der Drehzahl muss dem Dynamo also zusätzliche Energie zugeführt werden. Im Leerlauf ist die zugeführte mechanische Energie gleich der erzeugten Wärme.
Ein Generator im Leerlauf wird kaum warm. Unter Last kann er richtig heiss werden. Der Wirkunkungsgrad ist ja kleiner als 1.