Video: Wie funktioniert ein Generator? 2024
Wenn Sie Ihre elektronischen Schaltkreise von der Tyrannei der Batterien befreien wollen, die schließlich sterben, müssen Sie lernen, wie man Ihre Schaltkreise arbeiten von einer Wechselstromversorgung. Das bedeutet ein gutes Verständnis der Wechselstromleistung.
Ein guter Weg, um herauszufinden, wie AC funktioniert, ist der Blick auf das Gerät, das am häufigsten für die Generierung verwendet wird: den Alternator . Ein Wechselstromgenerator ist eine Vorrichtung, die Drehbewegungen, gewöhnlich von einer durch Wasser, Dampf oder eine Windmühle angetriebenen Turbine, in elektrischen Strom umwandelt. Ein Wechselstromgenerator erzeugt naturgemäß Wechselstrom.
Im Wesentlichen wird ein großer Magnet in einem Satz von stationären Drahtspulen platziert. Der Magnet ist auf einer rotierenden Welle montiert, die mit einer Turbine oder einer Windmühle verbunden ist. Wenn also Wasser oder Dampf durch die Turbine strömt oder wenn Wind die Windmühle dreht, dreht sich der Magnet.
Während sich der Magnet dreht, bewegt sich sein Magnetfeld über die Drahtspulen. Wegen des Phänomens der elektromagnetischen Induktion induziert das sich bewegende Magnetfeld einen elektrischen Strom innerhalb der Drahtspulen. Die Stärke und Richtung dieses elektrischen Stroms hängt von der Position und der Richtung des rotierenden Magneten ab.
Sie können sehen, wie der Strom an vier verschiedenen Positionen der Magnetdrehung in den Draht induziert wird. In Teil A ist der Magnet am weitesten von den Spulen entfernt und in der gleichen Richtung wie die Spulen ausgerichtet. In diesem Moment induziert das Magnetfeld überhaupt keinen elektrischen Strom. Somit ist die Glühbirne dunkel.
Aber wenn der Magnet sich im Uhrzeigersinn zu drehen beginnt, kommt der Magnet näher an die Spulen heran, wodurch er mehr von seinem Magnetfeld den Spulen aussetzt. Das sich bewegende Magnetfeld induziert einen Strom, der stärker wird, wenn sich der Magnet näher an den Spulen dreht. Dadurch leuchtet die Glühbirne.
Bald erreicht der Magnet seinen nächsten Punkt zu den Spulen, wie in Teil B gezeigt. Zu diesem Zeitpunkt sind der Strom und die Spannung maximal und die Glühbirne leuchtet am hellsten.
Während sich der Magnet weiter gegen den Uhrzeigersinn dreht, beginnt er sich nun von der Spule wegzubewegen. Das sich bewegende elektrische Feld induziert weiterhin Strom in der Spule, aber der Strom (und die Spannung) nimmt ab, wenn sich der Magnet weiter von den Spulen entfernt. Wenn der Magnet seinen weitesten Punkt von den Spulen erreicht, wie in Teil C gezeigt, stoppt der Strom und die Glühbirne wird dunkel.
Während sich der Magnet weiter dreht, nähert er sich wieder den Spulen.Aber dieses Mal ist die Polarität des Magneten umgekehrt. Somit ist der elektrische Strom, der in dem Draht durch das sich bewegende Magnetfeld induziert wird, in der entgegengesetzten Richtung, wie in Teil D gezeigt ist. Wiederum glüht die Glühbirne, wenn der Strom, der durch sie hindurchgeht, zunimmt.
Und so weiter. Mit jeder Umdrehung des Magneten beginnt die Spannung bei Null und steigt stetig bis zu ihrem maximalen Punkt an, dann fällt sie ab, bis sie wieder Null erreicht. Dann wird der Prozess umgekehrt, wobei der Strom in die entgegengesetzte Richtung fließt.
