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Lexikon Physik

Generator

Ein Generator (von lat. „Erzeuger“; auch Dynamomaschine), wandelt mechanische, genauer gesagt Rotationsenergie in elektrische Energie um. Eine umgekehrt arbeitende Maschine, die also elektrische in mechanische Energie verwandelt, ist ein Elektromotor.

Der Generator beruht auf folgendem Prinzip: Eine Leiterschleife der Fläche A dreht sich im Magnetfeld \(\vec B\) eines Dauermagneten. Aufgrund der ständigen Änderung des magnetischen Flusses \(\Phi\) durch die Schleifenfläche wird in der Leiterschleife eine Spannung U induziert:

\(U = - \dfrac{\text d\Phi}{\text d t}\)

Wegen \(\Phi = B \cdot A \cdot \cos \alpha\) (\(\alpha\): Winkel zwischen Magnetfeld und Flächennormale) hat die Spannung einen sinus- bzw. kosinusförmigen Verlauf, ist also eine Wechselspannung. Dreht sich die Leiterschleife mit konstanter Winkelgeschwindigkeit \(\omega\), so ist

\(U = \omega \cdot B \cdot A \cdot \sin \omega t = U_0 \cdot \sin \omega t\)

Diese Anordnung heißt aus naheliegenden Gründen Wechselstromgenerator.

Eine spezielle Ausführung ist der Drehstromgenerator, der drei um 120° phasenverschobene Wechselströme, d. h. einen sog. Drehstrom erzeugt.

Durch Anbringen eines Kollektors (beim Elektromotor meist Polwender genannt) kann man die erzeugte Wechselspannung gleichrichten und eine (pulsierende) Gleichspannung erzeugen (Gleichstromgenerator).

Der Ausdruck „Generator“ wird auch für verschiedene andere Bauteile der Elektrotechnik benutzt:

  • Der Röhrengenerator oder Hochfrequenzgenerator ist eine Schaltung aus einem Schwingkreis und einer Verstärkerröhre zur Erzeugung hochfrequenter elektrischer Schwingungen. Er ist also eigentlich ein Frequenzwandler.
  • Zur Erzeugung hoher Gleichspannungen dient der Bandgenerator.
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