Elektromagnetismus - Generator, Physikübungen

Innen- und Außenpolgenerator mit und ohne Kommutator, dynamoelektrisches Prinzip - Lehrplan

Hilfe
  • Hilfe speziell zu dieser Aufgabe
    1. Durch die Rotation ändert sich das Magnetfeld, das die Querschnittsfläche der Rotorspule durchsetzt.
    4. Wenn der Stromkreis geschlossen ist, fließt daher Gleichstrom durch den Verbraucher (4) und den Stator.
  • 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;
TIPP Beispiel-Aufgabe: Zu diesem Aufgabentyp gibt es eine passende Beispiel-Aufgabe. Klicke dazu auf "Hilfe zu dieser Aufgabe" unterhalb der Aufgabe.

Bringe die Kausalkette in die richtige Reihenfolge. Schreibe dazu die Ziffern 1 bis 6 in die Felder.

  • graphik
    Die Spule mit Eisenkern (1) rotiert im schwachen Magnetfeld des Stators (2).
    0
    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.
    Dieser Vorgang wiederholt sich, bis eine Sättigungsgrenze erreicht ist.
    7
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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
f = 1/T Frequenz
φ: Phasenverschiebung

Mit Kommutator

pulsierende Gleichspannung (gleichbleibende Polarität)