Generator/Elektromotor: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 2. März 2010, 14:42 Uhr

Elektromotor

Ein Elektromotor wandelt elektrische Energie in mechanische Energie um. Dafür wird das Magnetfeld einer Spule genutzt. In einer einfachen Form eines Elektromotors befindet sich eine Spule (Rotor) frei drehbar im Magnetfeld eines Permanetnmagneten (Stator). Wenn die Spule dann in Drehung versetzt wird und alle halbe Umdrehung umgepolt wird, dann beginnt sie sich zu drehen.

Eine gute Grafik dazu gib es hier

Geschichte

Schon Wissenschaftler wie zum Beispiel Faraday bewiesen, dass man mit Hilfe von Elektrizität eine dauerhafte Bewegung erzeugen konnte. Allerdings waren ihre frühen Modelle eher Spielzeuge und nicht wirklich nutzbar. Der erste nutzbare Motor stammte vom Potsdamer Ingenieur Hermann Jacobi im Jahre 1834.

Hermann Jacobis Elektromotor

Der Motor basierte im wesentlichen auf einer runden, frei dreharen Holzscheibe (Rotor) auf dem vier Hufeisenförmige Elektromagneten befestigt waren. Gegenüber von diesen befanden sich vier weitere Elektromagneten auf einer festen Holzscheibe (Stator). Die Elektromagneten des Stators und des Rotors waren in Reihe geschaltet. Betrieben wurde der Motor mit einer sehr teuren Zink-Platin-Batterie. An der Achse befand sich ein Stromwechsler zum umpolen der Magnete. Er funktionierte nach einem ähnlichen Prinzip wie bei modernen Modellen.

Aufbau von Jacobis Elektromotor

Da die Weiterentwicklung seines Motors sehr teuer war, benötigte Jacobi einen Geldgeber. Diesen fand er in dem russischen Zaren Nikolaus I. 1838 legte ein Schiff mit 12 Personen an Bord mithilfe eines Jacobi-Motors in zwei Stunden eine Strecke von sieben Kilometern zurück.

Anwendung im Alltag

Elektromotoren revolutionieren die Antriebstechnik

Schon zum Ende des 19.Jahrhunderts waren Elektromotoren leistungsstarke Maschinen, die nun nach und nach anstatt der Dampfmaschinen in Fabriken eingesetzt wurden. Anfangs versorgten nur eine oder zwei Elektromotoren alle Werkzeugmaschinen der Fabrik an. Zur Beförderung der Energie wurden dabei zunächst Riemen und Wellen, wie bei der Dampfmaschine, verwendet. Nachdem die einzelnen Maschinen dann mit Elektromotoren ausgestattet wurden, wurde Energie in Form von Elektrizität übertragen. Allerdings dienen, damals wie heute, Dampfmaschinen beziehungsweise Dampfturbinen zum Antrieb der Elektromotoren. Auch Schienenverkehr löste der Elektromotor die Dampfmaschine ab und stzte völlig neue Maßstäbe. Ein einzelner Wagen der Berliner Eisenbahn, konnte ohne Probleme 20 Personen über die zweieinhalb Kilometer lange Strecke befördern. Damals wurden die Schienen, anstatt wie heute üblich eine Oberleitung, als Stromleitung benutzt. Die Bahnlinie musste von einem eigenem Kraftwerk, in dem zwei Dampfmaschinen mit 4,4 kW Leistung zwei Generatoren antrieben, versorgt werden.

Generator

Im Prinzip basiert der Generator (lat. Erzeuger, Schöpfer) auf einem ähnlichen Prinzip, wie der Elektromotor. Grundsätzlich bezeichnet man als Generator eine Maschiene, die mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt. Generatoren basieren auf dem umgekehrten Prinzip des Elektromotors. Wird in einem Magnetfeld eine Spoule, oder eine Leiterschleife gedreht entsteht Induktionsspannung.

Quellen

www.chemgapedia.de

www.reifen-hobby-depta.de

http://leifi.physik.uni-muenchen.de

Physik für Gymnasien 2