Wenn ein Leiter in ein sich änderndes Magnetfeld gebracht wird, bewegen sich die Elektronen im Leiter und erzeugen einen elektrischen Strom. Magnete erzeugen solche Magnetfelder und können in verschiedenen Konfigurationen zur Stromerzeugung verwendet werden. Je nach Art des verwendeten Magneten kann ein rotierender elektrischer Generator Magnete an verschiedenen Stellen aufweisen und auf unterschiedliche Weise Strom erzeugen. Der größte Teil des verwendeten Stroms stammt von Generatoren, die Magnetfelder verwenden, um diesen Strom zu erzeugen.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Elektrische Generatoren drehen Drahtspulen durch Magnetfelder, die von Permanent- oder Elektromagneten erzeugt werden. Während sich die leitenden Spulen durch die Magnetfelder bewegen, bewegen sich die Elektronen in den Drähten und erzeugen einen elektrischen Strom.
Mit Magnetismus Strom erzeugen
Während durch Sonnenkollektoren immer mehr Strom erzeugt und ein kleiner Teil gewonnen wird aus Batterien, der größte Teil des Stroms kommt von Generatoren, die Magnetfelder verwenden, um zu erzeugen Elektrizität. Diese Generatoren bestehen aus Drahtspulen, die entweder durch Magnetfelder gedreht werden oder mit rotierenden Magneten um eine Welle herum stationär sind. In jedem Fall sind die Drahtspulen wechselnden Magnetfeldern ausgesetzt, die von den Magneten erzeugt werden.
Die Magnete können Dauer- oder Elektromagnete sein. Permanentmagnete werden hauptsächlich in kleinen Generatoren verwendet und haben den Vorteil, dass sie keine Stromversorgung benötigen. Elektromagnete sind mit Draht umwickelte Eisen- oder Stahlmagnete. Wenn Strom durch den Draht fließt, wird das Metall magnetisch und erzeugt ein Magnetfeld.
Die Drahtspulen der Generatoren sind Leiter, und wenn die Elektronen in den Drähten wechselnden Magnetfeldern ausgesetzt sind, bewegen sie sich und erzeugen einen elektrischen Strom in den Drähten. Die Drähte werden miteinander verbunden, und der Strom verlässt schließlich das Kraftwerk und geht weiter, um Haushalte und Fabriken mit Strom zu versorgen.
Der Versuch, einen Perpetual Magnetic Generator zu bauen
Bei der Verwendung von Permanentmagneten in einem Generator muss lediglich die Generatorwelle gedreht werden, um Strom zu erzeugen. Nachdem diese Generatoren zum ersten Mal entwickelt wurden, dachten die Leute, sie könnten den Generator dazu bringen, einen Motor anzutreiben, der dann den Generator dreht. Sie dachten, wenn Motor und Generator genau aufeinander abgestimmt wären, könnten sie eine magnetische Stromquelle bauen, die für immer als Perpetuum Mobile laufen würde.
Leider hat es nicht funktioniert. Obwohl solche Generatoren und Motoren sehr effizient sind, weisen sie dennoch elektrische Verluste im Widerstand der Drähte auf und es gibt Reibung in den Wellenlagern. Selbst wenn die Versuchspersonen die Generator-Motor-Einheit eine Weile zum Laufen brachten, blieb sie irgendwann wegen der Verluste und der Reibung stehen.
Wie ein typischer Kraftwerksgenerator funktioniert
Große Kraftwerke verfügen über große, raumgroße Generatoren, die mithilfe von Magnetfeldern von Elektromagneten Strom erzeugen. Üblicherweise sind die Elektromagnete auf einer Welle montiert und mit der Stromversorgung verbunden. Beim Einschalten des Stroms erzeugen die Elektromagnete starke Magnetfelder. Um die Welle sind Drahtspulen montiert. Wenn sich die Welle mit den Magneten dreht, werden die Drahtspulen wechselnden Magnetfeldern ausgesetzt und in den Drähten wird ein elektrischer Strom erzeugt.
Es gibt viele verschiedene Methoden, um die Wellen der Generatoren in Rotation zu versetzen und Strom zu erzeugen. Bei Windkraftanlagen dreht der Propeller die Welle. In Kohle- und Kernkraftwerken erzeugt die Wärme aus der Verbrennung der Kohle oder der Kernreaktion Dampf, um eine Turbine anzutreiben, die den Generator antreibt. In erdgasbetriebenen Anlagen übernimmt eine Gasturbine die gleiche Aufgabe. Kraftwerke brauchen eine Energiequelle, die die Generatorwelle drehen kann, und dann können die Magnete die Magnetfelder erzeugen, die Strom erzeugen.