Induktion - Generator und Transformator

Induktion, Generator, Transformator

• Elektromagnetische Induktion (FARADAY): Ändert sich das Magnetfeld durch eine Spule, entsteht in ihr eine Spannung – je schneller die Änderung und je mehr Windungen, desto größer.
• Der Generator kehrt das Motorprinzip um: Eine im Magnetfeld gedrehte Spule liefert Wechselspannung – Grundlage fast unserer gesamten Stromerzeugung (Dynamo, Kraftwerk, Windrad).
• Die LENZsche Regel: Der Induktionsstrom wirkt seiner Ursache entgegen – deshalb tritt beim Dynamo ein spürbarer Widerstand auf (Energieerhaltung!).
• Der Transformator: Zwei Spulen auf einem Eisenkern. Es gilt \(\frac{U_1}{U_2} = \frac{n_1}{n_2}\). Nur Wechselstrom erzeugt das nötige, sich ständig ändernde Magnetfeld. Hochspannen für die Fernleitung, Heruntertransformieren für Haushalt und Ladegeräte.

1. Ein Trafo hat primär 500, sekundär 25 Windungen und hängt an \(230\,\mathrm{V}\). Welche Spannung liefert er?
   Lösung

   \(U_2 = 230 \cdot \frac{25}{500} = 11{,}5\,\mathrm{V}\).
2. Warum leuchtet die Dynamo-Lampe beim schnellen Fahren heller?
   Lösung

   Schnellere Drehung bedeutet schnellere Feldänderung – die induzierte Spannung und damit der Strom steigen.
3. Man lässt einen Magneten in eine Spule fallen, deren Enden verbunden sind. Fällt er schneller, gleich schnell oder langsamer als ohne Spule?
   Lösung

   Langsamer: Der Induktionsstrom baut nach LENZ ein Gegenfeld auf, das den Magneten bremst.

1. Verfolge den Weg der elektrischen Energie vom Kraftwerk bis zur Handy-Ladebuchse: Liste alle Spannungsebenen und Transformatoren auf, die unterwegs vorkommen.