Das Prinzip der Stromerzeugung eines Generators

1. Grundprinzip: Elektromagnetische Induktion

Im Jahr 1831 entdeckte Faraday:
Leiter in einem geschlossenen Stromkreis durchschneiden bei ihrer Bewegung magnetische Kraftlinien in einem Magnetfeld → eine induzierte elektromotorische Kraft wird im Leiter erzeugt → ein induzierter Strom wird gebildet.
Dabei handelt es sich um induzierte Elektrizität, und Generatoren verlassen sich bei der Stromerzeugung vollständig auf dieses Phänomen.

2. Interner Aufbau eines Generators (3 Kernkomponenten)

- Magnetfeld: Permanentmagnete/Erregerspulen, fixiert

- Spule: Rotierender geschlossener Kupferdraht

- Kommutator/Schleifring: Leitet den Strom zu einem externen Stromkreis

3. Vollständiger Stromerzeugungsprozess

1. Eine äußere Kraft treibt die Spule an, sich mit hoher Geschwindigkeit zu drehen (es können Diesel, Hydraulik, Wind oder Dampf verwendet werden).

2. Die rotierende Spule schneidet die magnetischen Feldlinien

3. In der Spule treten sofort eine induzierte Spannung und ein induzierter Strom auf

4. Der Strom wird über Bürsten und Anschlüsse ausgegeben und in Haushalts- oder Industriestrom umgewandelt

4. Warum wird Strom erzeugt?

Freie Elektronen im Magnetfeld werden durch die Schnittbewegung gezwungen, sich zu bewegen
Gezielte Bewegung von Elektronen=elektrischer Strom
Mechanische Energie → kinetische Energie → elektrische Energie, Energie wird direkt umgewandelt.

5. Einfache zusammenfassende Mnemonik

Magnetfeld fixiert, Spule rotiert, Draht schneidet magnetische Linien
Elektromagnetische Induktion erzeugt Strom, mechanische Energie wird in elektrische Energie umgewandelt