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VoltBase Maschinen Generator
Thema 68 Maschinen

Generator

Bewegung rein, Strom raus: wie ein Generator mit Magnet und Spule Strom erzeugt, vom Fahrraddynamo bis zum Kraftwerk.

ca. 4 Minuten Grundlagen Quiz mit 10 Fragen
01

Worum geht es?

Ein Generator macht aus Bewegung Strom. Er ist sozusagen ein Elektromotor, der rückwärts arbeitet. Fast der gesamte Strom aus der Steckdose kommt aus Generatoren in Kraftwerken und Windrädern.

Prinzip eines Generators Ein Magnet dreht sich zwischen zwei Spulen. Dadurch entsteht in den Spulen eine Spannung, und eine angeschlossene Lampe leuchtet. NS Magnet wird gedreht SpuleSpule Lampeleuchtet Bewegter Magnet in der Spule erzeugt Spannung
So erzeugt ein Generator Strom: Ein Magnet dreht sich zwischen Spulen aus Kupferdraht. Das sich ständig ändernde Magnetfeld erzeugt in den Spulen eine Spannung, das nennt man Induktion. Schließt man eine Lampe an, fließt Strom, und sie leuchtet. Je schneller der Magnet dreht, desto höher die Spannung.
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Woher kommt die Bewegung?

Vom Antrieb zum Strom Links Antriebe wie Wasser, Dampf, Wind oder Pedale, in der Mitte der Generator mit seinem Schaltzeichen G, rechts elektrische Energie. AntriebWasser, Dampf,Wind, Pedale G3~ Schaltzeichen Generator Stromelektrische Energie
Der Generator ist ein Motor rückwärts: Beim Motor kommt Strom rein und Bewegung raus. Beim Generator ist es umgekehrt: Ein Antrieb dreht ihn, und er gibt Strom ab. Im Schaltplan steht er als Kreis mit G.
  • Wasserkraft: Wasser treibt eine Turbine an.
  • Wärmekraftwerk: Dampf aus Kohle, Gas, Müll oder Atomkraft treibt eine Turbine an.
  • Windrad: Der Wind dreht die Rotorblätter.
  • Notstromaggregat: Ein Dieselmotor dreht den Generator.
Fahrraddynamo und Fahrradlampe
Fahrraddynamo mit Lampe: Der kleinste Generator, den fast jeder kennt. Das Rad dreht den Dynamo, innen dreht sich ein Magnet in einer Spule, und die Lampe leuchtet. Bleibt das Fahrrad stehen, geht das Licht aus, wenn es keinen Speicher hat.

Foto: Santeri Viinamäki, „Bicycle dynamo and light“, Lizenz: CC BY-SA 4.0, Quelle: Wikimedia Commons, verkleinert.

Große Generatoren in Kraftwerken sind Synchronmaschinen. Sie drehen genau so schnell, dass 50 Hz herauskommen.

03

Rechenbeispiele

Frequenz eines Generators
f=p · n60
p = Polpaarzahl · n = Drehzahl in 1/min · f in Hz
01 Dampfturbine

Ein Kraftwerksgenerator hat 1 Polpaar und dreht mit 3.000 1/min.

  1. f = 1 · 3.00060 = 50 Hz
  2. Ergebnis: genau die 50 Hz unseres Netzes
02 Langsames Wasserkraftwerk

Eine Wasserturbine dreht nur mit 150 1/min. Wie viele Polpaare braucht der Generator für 50 Hz?

  1. p = 60 · 50150 = 20
  2. Ergebnis: 20 Polpaare, also 40 Pole
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Typische Fehler

  • Glauben, ein Generator „macht“ Energie: Er wandelt nur Bewegungsenergie in elektrische Energie um. Ohne Antrieb kein Strom.
  • Notstromaggregat einfach ins Hausnetz einspeisen: Ohne Netztrennung kann es Spannung ins öffentliche Netz zurückschicken. Lebensgefahr für Monteure. Nur mit Umschalteinrichtung durch eine Elektrofachkraft.
  • Pole und Polpaare verwechselt: In die Formel kommt die Zahl der Polpaare.
Merke

Ein Generator wandelt Bewegung in Strom um: Ein Magnet dreht sich in Spulen und erzeugt durch Induktion eine Spannung. Er ist ein Motor, der rückwärts arbeitet. Schaltzeichen: Kreis mit G. Frequenz: f = p · n geteilt durch 60.

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Quiz: Teste dich

Zehn Fragen zum Thema Generator. Nach jeder Antwort bekommst du eine Erklärung. Dein Fortschritt wird auf diesem Gerät gespeichert.

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