Prof. Dr. Thorsten Jungmann (Stand 2025-09-02)
1 Wie sieht er aus?
Ein Generator besteht aus einem massiven Gehäuse, in dem sich die rotierenden und stationären Teile befinden. Typisch sind ein Wellenanschluss oder eine Kupplung für den Antrieb, Kühlöffnungen oder Lüfter sowie elektrische Anschlussklemmen. Kleine Generatoren können handlich und tragbar sein, große Maschinen sind mehrere Meter groß und fest installiert.
Dynamo in einer LED-Taschenlampe
Lichtmaschine
Quelle: Hans Haase, CC BY-SA 4.0 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0, via Wikimedia Commons
Generator an einer Dampfturbine
Quelle: NRC, Public domain, via Wikimedia Commons
2 Was kann er?
Der Generator wandelt mechanische Energie (z. B. aus einem fließenden Medium wie Wasser bzw. Dampf oder von einer rotierenden Welle) in elektrische Energie um. Er dient als Quelle für elektrische Energie und wird in Kraftwerken, Fahrzeugen oder als Notstromaggregat eingesetzt.
Auch Solarzellen, die Lichtenergie durch den photovoltaischen Effekt in elektrische Energie umwandeln, können als Generator bezeichnet werden. die weiteren Ausführungen beziehen sich jedoch auf den Generator, der mechanische Energie in elektrische umwandelt.
3 Wie funktioniert er?
Generatoren arbeiten nach dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion (ET-10): Bewegt sich ein Leiter in einem Magnetfeld oder ändert sich das Magnetfeld in einer Leiterschleife, so wird eine Spannung induziert.
- Gleichstromgeneratoren (DC-Generatoren) verwenden einen Kommutator, der die induzierte Wechselspannung gleichrichtet.
- Wechselstromgeneratoren (AC-Generatoren) geben direkt eine sinusförmige Wechselspannung ab, wie z. B. im Kraftwerk oder in Fahrzeuglichtmaschinen.
Generator-Prinzip
Quelle: MikeRun, CC BY-SA 4.0 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0, via Wikimedia Commons
4 Wie sieht er von innen aus?
Im Inneren befinden sich:
- der Rotor (drehender Teil, erzeugt oder trägt das Magnetfeld),
- der Stator (stehender Teil, enthält die Wicklungen, in denen die Spannung induziert wird),
- die Erregung (z. B. Dauermagnete oder Elektromagnete),
- Kontakte und Leiter,
- mechanische Komponenten wie Lager und Lüfter zur Kühlung.
5 Welche Rolle spielt er in der Lehre?
Generatoren sind zentrale Beispiele für die Energieumwandlung. Sie verdeutlichen das Faraday’sche Induktionsgesetz und die Bedeutung von Magnetfeldern, Bewegungsgeschwindigkeit, Windungszahl und magnetische Flussänderung. In der Lehre werden Modelle von Generatoren eingesetzt, um die grundlegenden Zusammenhänge zwischen mechanischer Arbeit und elektrischer Energie verständlich zu machen.
6 Welche Rolle spielt er in der Praxis?
In der Praxis liefern Generatoren den überwiegenden Teil der weltweit erzeugten elektrischen Energie. Sie finden Anwendung in Kraftwerken (Wasserkraft, Windkraft, Wärmekraftwerke), in Fahrzeugen (Lichtmaschine) und in Notstromanlagen. Ihre Zuverlässigkeit und Effizienz sind entscheidend für die Energieversorgung moderner Gesellschaften.
Symbolik
- Kennbuchstabe in Schaltplänen: G
Drehstrom-, Wechselstrom- und Gleichstromgenerator
Berechnungen
In diesem Skript werden keine Berechnungen zum Generator angestellt.