wie wird kinetische energie in elektrische energie umgewandelt?
moin leute , weiß einer von euch wie die kinetische Energie in elektrische Energie umgewandelt . zum Beispiel anhand eines Generators
MFG
5 Antworten
Elektrische Energie wird in einer Spule induziert, wenn diese sich in einem veränderlichen Magnetfeld befindet. das Magnetfeld kann sich ändern, indem eine andere Spule mit einem veränderlichen Strom durchflossen wird (Prinzip Transformator) oder indem die Spule in ein statisches Magnetfeld hinein und hinausbewegt wird (Prinzip Generator). Es kommt also auf die Bewegung an. Hier hast Du Deine kinetische Energie. Um eine Spule in ein Magnetfeld zu bewegen, muß natürlich Arbeit aufgewendet werden, die sich in Form von elektrischer Energie wiederfindet.
Jetzt kommt es nur noch darauf an, wie die Spule bewegt wird. Einfach sind immer Drehbewegungen, weil endlos durchführbar. Andere Bewegungsrichtungen (Linearbewegung) werden durch Getriebe entsprechend umgeformt. Denkbar wäre aber auch ein Linear-Generator.
Typischerweise in dem sich eine Spule in einem Magnetfeld bewegt und die induzierte Spannung gleichgerichtet und abgeführt wird.
Beispiel: Schienenfahrzeug.
Der Elektromotor kann einmal als Antrieb geschaltet werden und einmal als Generator.
Als Elektromotor treib er die Antriebsräder an und bezieht elektrische Energie aus dem Stromnetz.
Als Generator wird er von den Antriebsrädern angetrieben und gibt elektrische Energie an das Stromnetz ab,genau so,wie ein Wasserkraftwerk-ist das selbe Prinzip.
Dadurch wird die "kinetische Energie" Ekin=1/2*m*v^2 (Bewegungsenergie) des Schienenfahrzeugs in elektrische Energie umgewandelt.
Die kinetische (Bewegungs-)Energie muss ein Magnetfeld und eine Drahtspule relativ zueinander bewegen.
Also einen Magneten an einer Spule vorbeibewegen, oder die Spule durch das Magnetfeld. Wichtig ist die Bewegung, nämlich die dauernde Aenderung des Magnetfeldes, das die Spule spürt. Nur so wird dann die Spannung induziert.
Die Schlüsselbegriffe sind Lorentzkraft und Induktionsgesetz.
Also werden durch die Lorentzkraft die Teilchen der Spule in Bewegung gesetzt und durch die Ladungsverschiebung induziert eine elektrische Spannung
Ja, fast.
Nur die freien Elektronen in der Spule werden in Bewegung gesetzt (nicht alle Teilchen).
Genau, diese Ladungsverschiebung kann man dann als Spannung messen (Elektronenübrerschuss am einen Ende, Minuspol; Elektronenmangel am andern Ende, Pluspol).
Zum Beispiel durch Wasserkraft, die ein Mühlrad antreibt, welche einen Generator bewegt, der dann Strom erzeugt.
In normalen Kraftwerken wird nicht gleichgerichtet, sondern der entstandene Drehstrom wird nach Transformation direkt ins Netz gespeist
Auch am Fahrrad wird die Wechselspannung des Dynamos direkt für die Glühbirne versendet, nur für LED s braucht man Gleichstrom.