Elektromagnetismus - Generator, Physikübungen

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

Hilfe
  • Hilfe speziell zu dieser Aufgabe
    Der Generator hat keinen Kommutator. Die Spannung wird an zwei Schleifringen abgenommen.
  • 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)

Wähle die richtige(n) Antwort(en) aus.

  • Charlotte hat einen Außenpolgenerator gebaut:
    graphik
    Sie schließt ihn an ein Oszilloskop an und dreht den Rotor gleichmäßig. Der Spannungsverlauf, den das Oszilloskop anzeigt…
    ist etwa konstant.
    ist etwa sinusförmig.
    ist der Betrag einer Sinusfunktion.
    ist eine Treppenfunktion.
    ändert periodisch seine Polarität.
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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)