Elektromagnetismus - Generator, Physikübungen

Innen- und Außenpolgenerator mit und ohne Kommutator, dynamoelektrisches Prinzip - Lehrplan - 13 Aufgaben in 5 Levels

Hilfe
  • Hilfe zum Zwischenschritt

    Was bewirkt die Rotation?

  • Beispiel zum Level
    Zu diesem Aufgabentyp gibt es eine passende Beispiel-Aufgabe:
  • Stoff zum Level
    Elektrischer Generator
    Wandelt kinetische Energie (Rotationsenergie) in elektrische Energie um. Ein Rotor wird im Innenraum eines festen Stators gedreht. Durch die Drehbewegung ändert sich das Magnetfeld, das den Leiterquerschnitt des Rotors (Außenpolgenerator) oder Stators (Innenpolgenerator) durchsetzt. Dadurch wird Spannung an den Enden des Leiters induziert. Mit Kommutator entsteht Gleichspannung, ohne eine Wechselspannung.
    Anwendungsbeispiele in der Technik:
    Wind- und Wasserkraftwerke, Fahrradlichtmaschine, Notstromaggregate;
  • Gesamtstoff zum Thema
  • Aufgabenbereich und Bedienung

Aufgabe

Aufgabe 1 von 1 in Level 4
  • Bringe die Kausalkette in die richtige Reihenfolge. Arbeite mit Zwischenschritten.
  • Kein Textfeld ausgewählt! Bitte in das Textfeld klicken, in das die Zeichen eingegeben werden sollen.

    • graphik

    Schritt 1 von 5

    Die Spule mit Eisenkern (1) rotiert im schwachen Magnetfeld des Stators (2).

    Als nächstes kommt:

    Zwischen den Spulenenden des Rotors wird daher eine Spannung induziert.

    Damit verstärkt sich das Magnetfeld des Stators.

    Wenn der Stromkreis geschlossen ist, fließt daher Gleichstrom durch den Verbraucher (4) und den Stator.

    Zwischen den Spulenenden des Rotors wird daher eine höhere Spannung induziert.

    Der Kommutator (3) sorgt dafür, dass die Rotorspule als Gleichspannungsquelle dient.

    Durch die Rotation ändert sich das Magnetfeld, das die Querschnittsfläche der Rotorspule durchsetzt.

Beispiel
Hilfe
Notizen
Zeichen
Lösung
  • Achtung
    Du hast noch keinen eigenen Lösungsversuch gestartet. Sobald du auf »Lösung anzeigen« klickst, gilt der Zwischenschritt als nicht gelöst und die Bewertung deiner Leistung für diese Aufgabe verschlechtert sich. Tipp: Schau dir vor dem Anzeigen der Lösung die Beispiel-Aufgabe zu diesem Aufgabentyp an.
Stoff zum Thema (+Video)
Wie funktioniert ein Generator?
Lernvideo

Wie funktioniert ein Generator?

Kanal: EVN
Elektrischer Generator
Wandelt kinetische Energie (Rotationsenergie) in elektrische Energie um. Ein Rotor wird im Innenraum eines festen Stators gedreht. Durch die Drehbewegung ändert sich das Magnetfeld, das den Leiterquerschnitt des Rotors (Außenpolgenerator) oder Stators (Innenpolgenerator) durchsetzt. Dadurch wird Spannung an den Enden des Leiters induziert. Mit Kommutator entsteht Gleichspannung, ohne eine Wechselspannung.
Anwendungsbeispiele in der Technik:
Wind- und Wasserkraftwerke, Fahrradlichtmaschine, Notstromaggregate;
Beispiel 1
Handbetriebener Wechselstromgenerator
graphik
Erkläre mithilfe der Ziffern den Aufbau und die grundsätzliche Funktionsweise des Generators.
Beispiel 2
Gleichstromgenerator mit dynamoelektrischem Prinzip
graphik
Erkläre mithilfe der Ziffern den Aufbau und die grundsätzliche Funktionsweise des Generators.
Spannungsverlauf beim Generator
Bei einem homogenen Magnetfeld und einer gleichmäßigen Rotation gibt es grundsätzlich zwei verschiedene Spannungsverläufe:

Ohne Kommutator

sinusförmige Wechselspannung mit
\(A\) : Amplitude (Scheitelwert)
\(T\) : Periodendauer
\(\colorbox{#E8EFF5}{\(f=\dfrac{1}{T}\)}\) Frequenz
\(\varphi\) : Phasenverschiebung

Mit Kommutator

pulsierende Gleichspannung (gleichbleibende Polarität)