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Strom

Welches Gerät liefert elektrische Energie, um einen Stromkreis zu betreiben?

Der Generator eines Stromkreises ist ein Gerät, das eine Differenz zwischen dem Minus- und Pluspol erzeugen kann. Ein elektrischer Generator ist ein Gerät, das eine Energieart in elektrische Energie umwandelt, damit diese Energie in einem externen Stromkreis genutzt werden kann.

Welches Gerät liefert elektrische Energie, um einen Stromkreis zu betreiben?

Ein Stromkreis braucht eine Energiequelle, einen Stromgenerator, der Elektronen antreibt.

Auf die Frage, welches Gerät elektrische Energie zum Betreiben eines Stromkreises bereitstellt, lautet die Antwort, dass es mehrere gibt. Elektrische Generatoren in Stromkreisen können verschiedene Energiequellen nutzen, um diese in elektrische Energie umzuwandeln. Die gängigsten Energiequellen sind:

  • Chemische Energie; Dieser Abschnitt umfasst elektrische Batterien, elektronische Batterien und galvanische Zellen, aus denen elektrische Batterien bestehen.

  • Mechanische Energie; Dieser Generatortyp nutzt die Magnetfelder, die die Bewegung einiger Mechanismen erzeugen, um elektrische Energie zu erzeugen. Einige Beispiele sind dieselelektrische Generatoren oder Windkraftgeneratoren.

  • Photovoltaik (PV); Photovoltaik- Solarmodule enthalten eine Reihe von Solarzellen, die die Energie eines Photons in elektrischen Strom umwandeln. Diese Transformation wird in den Photovoltaikmodulen durchgeführt.

Mechanische Generatoren

Diese Generatoren erzeugen Strom aus mechanischer Arbeit.

Das System basiert auf dem Phänomen der elektromagnetischen Induktion. Bei einer Relativbewegung eines Stromleiters zu einem Magnetfeld induziert das System die Spannung im elektrischen Leiter.

Einige Beispiele für mechanische Generatoren sind:

  • Der dieselelektrische Generator.

  • Windkraftanlagen für Windkraft.

  • Hydraulische Turbinen.

  • Die Dampfturbinen von Kernkraftwerken.

Was ist der Faraday-Rekord?

Die Faradaysche Kupferscheibe ist die erste unipolare Maschine. Diese Maschine ist ein Generator, der Gleichstrom erzeugt und war der erste der Welt. Sie wurde 1831 von Michael Faraday erfunden. Daher wird die Scheibe auch als Faradaysche Scheibe bezeichnet.

Die unipolare Maschine liefert einen gleichmäßigen Gleichstrom (nicht pulsierend) mit hohem Strom und niedriger Spannung.

Solarstromgeneratoren

PV-Anlagen können aus Sonnenstrahlung Gleichstrom erzeugen.

Photovoltaikmodule bestehen aus Photovoltaikzellen. Diese Zellen werden mit einer Molekularstruktur auf Basis von monokristallinem oder polykristallinem Silizium hergestellt. Silizium hat die Eigenschaft, dass beim Aufprall eines Photons die Wahrscheinlichkeit, dass es ein Elektron freisetzt, sehr hoch ist.

Wie funktioniert eine galvanische Zelle? Elektrische Zellen und Batterien

Eine galvanische Zelle ist eine chemische Stromquelle, die auf der Wechselwirkung zweier Metalle und ihrer Oxide in einem Elektrolyten beruht. Galvanische Zellen sind in der Lage, in einem geschlossenen Kreislauf chemische Energie in elektrische Energie umzuwandeln.

Ein galvanisches Element besteht aus zwei Halbelementen. Wir betrachten das folgende Beispiel:

  • Zinkbarren inZinksulfat flüssig ZnSO 4 

  • Kupferstab in Kupfer(II)sulfat flüssig CuSO 4

Die Metallatome der Metallstäbe (Elektroden) haben die Eigenschaft, sich in der Flüssigkeit (Elektrolyt) aufzulösen. Die positiv geladenen Metallionen treten in den Elektrolyten ein und die negativ geladenen Elektronen verbleiben auf der Elektrode. Daher wird eine Potentialdifferenz zwischen der Elektrode und dem Elektrolyten erzeugt. Der Auflösungsimpuls von Metall ist umso bedeutsamer, je weniger edel das Metall ist.

Da Zink weniger edel als Kupfer ist, gibt der Zinkstab seine Ionen schneller frei und hat ein höheres negatives Potenzial als der Kupferstab. Dadurch entsteht eine Potentialdifferenz zwischen den Elektroden, die den beiden Standardelektrodenpotentialen entspricht.

Durch Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen den Zink- und Kupferstäben wandern Elektronen von der stärker negativ geladenen Zinkelektrode (der Anode) zu der weniger negativ geladenen Kupferelektrode (der Kathode). Jetzt gibt es also einen elektrischen Strom, der dem Strom der Elektronen entgegengesetzt ist.

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Erscheinungsdatum: 11. September 2021
Geändert am: 11. September 2021