Elektromagnetismus - Generator, Physikübungen

Innen- und Außenpolgenerator mit und ohne Kommutator, dynamoelektrisches Prinzip - Gesamtaufgabenbestand (lehrplanunabhängig)

Hilfe
  • 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 diesem Aufgabentyp" unterhalb der Aufgabe.

Ergänze den Lückentext über den Aufbau des Generators.

  • graphik
    • Der Rotor (1) besteht aus
    • Der Stator (2) besteht aus zwei langgezogenen Spulen mit einem gemeinsamen Eisenkern, der die Spulenenden überragt. Der stromdurchflossene Stator ist damit ein
    • Die Enden der Rotorspule sind leitend und fest mit dem (3) verbunden.
    • Die beiden schwarz dargestellten Kontakte am Polwender sind sogenannte
    • In der abgebildeten Rotorstellung ist der Stromkreis
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Wie funktioniert ein Generator?
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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)