Arbeitsweise des Wechselstromgenerators?
hei leute:)
brauche hilfe bei meiner Physikhausaufgabe. Kann mir bitte jemand erklären wie ein Wechselstromgenerator funktioniert? habe schon bei allen möglichen Internetseiten vorbeigeschaut aber das ist alles zu kompliziert für mich. Eine einfach erklärung würde mir reichen.
2 Antworten
Der einfachste Wechselstromgenerator ist der gewöhnliche Fahrraddynamo. Die Anschlüsse sind innen mit einer Spule verbunden, die einen U-förmigen Eisenkern umschließt. Zwischen den Schenkeln des Eisenkerns dreht sich ein zylindrischer Magnet, dessen Nord-und Südpole Pole rund um den Zylindermantel angeordnet sind. Dreht man den Magneten, gehen an jedem der Polschenkel abwechselnd Nord- und Südpole des Magneten vorbei und so fließt durch den Eisenkern ein Magnetfeld, das dauernd seine Richtung umkehrt. Dieses magnetische Wechselfeld fließt durch das Innere der Spule und das erzeugt in ihrem Draht eine elektrische Wechselspannung.
Hier ist so ein Dynamo aufgeschnitten: http://welsch.com/index.php5?chap=5_1&gid=98&oldcat=&dis=495&oldType=Alle
Und hier ist der Aufbau nochmal als Zeichnung, so daß man die Teile besser erkennt:
Hier sieht man, wie ein Drehstromgenerator aufgebaut ist. Er funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie der Fahrraddynamo, aber statt einer Spule hat er drei. Jede der Spulen ist mit einem Wicklungsende am gemeinsamen Nulleiter angeschlossen und mit dem anderen Ende an den Leitungen L1, L2 und L3. In dem Diagramm sieht man, daß auf jeder der drei Leitungen eine andere "Phase" liegt, d.h. eine Wechselspannung mit gegeneinander verschobenem zeitlichem Verlauf. Das ist die Art Wechselstrom, wie wir ihn heute ins Haus bekommen. Die Anschlüsse für den Elektroherd haben diese drei Drehstromphasen und den Nullleiter. Bei den anderen normalen Steckdosen wird immer nur eine der drei Phasen benutzt.
http://www.bs-wiki.de/mediawiki/index.php?title=Drehstromgenerator: (Klicken auf "Aufbau und Funktion")
Hier wird noch ein Wechselstromgenerator gezeigt, der im Vergleich zum Fahrraddynamo umgekehrt gebaut ist: Der Magnet steht fest und die Spule dreht sich.
http://nibis.ni.schule.de/~ursula/Physik/SekII/ProtokollGenerator.htm
Damit man die Spannung der rotierenden Spule überhaupt nutzen kann, ist sie an zwei Schleifringe angeschlossen, auf denen die sog. Bürsten Kontakt halten, das sind üblicherweise Graphitstücke. Diese Konstruktion ist war komplizierter und man muß ab und zu die Bürsten erneuern, aber dafür kann man nun anstelle des Dauermagneten einen Elektromagneten verwenden, der mehr Kraft hat, so daß man damit auf gleichem Raum höhere Leistungen erzeugen kann.
Ein Generator ist eigentlich einem Elektromotor sehr ähnlich. Während ein Generator kinetischer Energie über ein elektromagnetisches Feld und Induktion in elektrische Energie umwandelt, geschieht dies beim Elektromotor entsprechend umgekehrt.
Dabei gibt es einerseits die Möglichkeit, dass die Spulen ein Teil des Rotors sind (für einen Gleichstromgenerator oder einen Gleichstromgenerator unabdinbar - aber ein Wechselstrommotor oder -generator kann ähnlich aufgebaut sein, nur dass dann nicht zwei Kohlebürsten einen geteilten Kontaktring teilen (Gleichstromprinzip), sondern dass jede Kohlebürste einen eigenen Kontaktring hat (Wechselstromprinzip). Befinden sich die Spulen im Stator anstatt im Rotor (demnach also der Magnet im Rotor) dürfte es nur möglich sein, Wechselstrom (dafür aber entsprechend der Gebräuchlichkeit in bis zu drei Phasen) zu erzeugen. Eine feste Frequenz von 50Hz setzt dabei eine Umdrehungszahl von 50 Umdrehungen je Sekunde oder 3000 Umdrehungen je Minute voraus (beide Angaben sind gleichbedeutend nur wird manchmal die eine Einheit angegeben und manchmal die andere).
In Hinsicht auf Fachbegriffe kann ich allerdings nicht weiterhelfen. Für eine gute Darstellung eines entsprechenden Generators, solltest Du vielleicht weniger nach Textseiten, als vielmehr nach guten Bilddarstellungen suchen. Google bietet auch dahingehend gute Möglichkeiten.