Was ist ein elektromagnetischer Generator?
Ein elektromagnetischer Generator ist ein Gerät, das mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt, wobei die miteinander verbundenen Prinzipien von Magnetismus und Elektrizität verwendet werden. Der Prozess, durch den ein elektromagnetischer Generator Elektrizität erzeugt, wird als elektromagnetische Induktion bezeichnet. Dies bedeutet im Grunde, dass ein elektrischer Strom in einem Leiter durch Verwendung eines Magneten induziert wird. Die meisten elektronischen Generatoren arbeiten mit elektromagnetischer Induktion, und einige von ihnen nutzen erneuerbare Energiequellen wie Wasserkraft und Windkraft, um die anfängliche mechanische Energie zu erzeugen. Mechanische Energie kann grundsätzlich als kinetische Energie oder Bewegungsenergie betrachtet werden.
Die Induktion in einem elektromagnetischen Generator ist der Prozess, der die Elektrizität im Inneren des Leiters erzeugt. Dieser Prozess funktioniert, weil die Kräfte von Elektrizität und Magnetismus im Grunde genommen dasselbe sind. Beide arbeiten nach dem Prinzip, dass einige Teilchen eine Ladung haben und Objekte mit entgegengesetzten Ladungen sich gegenseitig anziehen. Negativ geladene Elektronen werden durch den Prozess des Grundmagnetismus von positiv geladenen Protonen angezogen. Der Elektronenfluss zu einer positiven Ladung wird als Elektrizität bezeichnet.
Diese verknüpften Prinzipien bedeuten, dass Elektrizität mithilfe eines elektromagnetischen Generators erzeugt werden kann. Wenn ein Magnet über einen Leiter geführt wird, ordnet er die positiv und negativ geladenen Partikel grundsätzlich in Gruppen an, da die relevanten Partikel von den entgegengesetzten Polen des Magneten angezogen werden. Dies erzeugt elektrische Energie innerhalb des Leiters, wenn sich die Partikel in Position bewegen. Durch ständiges Drehen eines Leiters durch ein Magnetfeld wird ein kontinuierlicher Stromfluss erzeugt. Dies nennt man elektromagnetische Induktion.
Die allgemeine Auslegung eines elektromagnetischen Generators basiert auf diesem Vorgang der elektromagnetischen Induktion. Ein britischer Wissenschaftler namens Michael Faraday entdeckte dieses Phänomen 1831 und eine aktualisierte Version dieses Grundkonzepts wird heute für die meisten Arten von elektromagnetischen Generatoren verwendet. Faraday schuf einen Generator, indem er einen Hufeisenmagneten mit einer Drahtschleife zwischen Nord- und Südpol aufstellte. Der Draht wird an ein Gerät angeschlossen, das die erzeugte Energie entweder direkt nutzen kann, oder an eine Batterie, die die Energie speichert. Der Anschluss des Generators an ein Voltmeter zeigt an, wie viel Strom erzeugt wird.
Energie wird niemals erzeugt oder zerstört, daher benötigt die Kraft, die zum Drehen des mechanischen Teils des elektromagnetischen Generators verwendet wird, immer noch eine Energiequelle. Dies kann durch fossile Brennstoffe oder Kernenergie erreicht werden, aber es kann auch durch erneuerbare Energieformen erzeugt werden. Viele elektromagnetische Generatoren sind auf den Strom angewiesen, der durch Wind, fallendes Wasser oder sogar Sonnenenergie erzeugt wird. Wenn ein elektromagnetischer Generator mit einer erneuerbaren und kostenlosen Energiequelle betrieben wird, schadet der erzeugte Strom nicht der Umwelt.