Der Komet 3413 – Seite 5

Nr. 3413 >>DER KOMET« PIRMASENS Egon, im Sicherungskasten hat's geknallt! Induktion (4. Folge) die Mit diesem Begriff kommen wir heute, nachdem wir uns die Spule mit ihrer magnetischen Wir- dem kung genügend vorgestellt haben, auf direkten Weg zur Dynamomaschine, der Ma- schine, die unseren Strom erzeugt. Doch fangen wir bei unserer Spule an, sagen wir - nur eine Drahtschleife aufweist. An die Enden dieser sehr kleinen Spule hängen wir ein sehr empfindliches Galvanometer. Was ist das? Nichts weiter als ein sehr gutes Volt- oder Amperemeter, das den Zeiger-Nullpunkt statt auf der linken Seite in der Mitte hat und nach beiden Seiten ausschlagen kann. Sicher haben Sie schon einmal so etwas Ähnliches ge- sehen (früher baute man in das Auto ein ähn- liches Instrument - Amperemeter - zur Kontrolle der Lichtmaschine ein). Ein Galvanometer ist nur etwas größer, so daß man auch kleine Aus- schläge gut beobachten kann. Zurück zu unserer Drahtschleife. Nehmen wir nun unseren Huf- eisenmagneten vom letzten Versuch mit den Eisenfeilspänen und stoßen ruckartig die Draht- schleife in das magnetische Kraftfeld. (Bild 1.) Bild 1 N S Mag. Kraftfeld Galvanometer Bewegungsrichtung I Drahtschleife Bewegungsrichtung I In dem Augenblick, in dem der Draht die Kraft- linien schneidet, wird in ihm ein Strom erzeugt (induziert). Wir beobachten also auch am In- strument einen Ausschlag nach einer von bei- den Seiten, der sofort wieder verschwindet, das heißt bei Beendigung der Bewegung, wenn das Kraftlinienfeld durchschnitten ist. Wohlge- merkt, wir haben nur eine Bewegung gemacht, und zwar mit der Spule ins Kraftfeld hinein. Erst jetzt, nachdem wir den kurzen Impuls beim Einstoßen der Spule erkannt haben, machen wir dieselbe ruckartige Bewegung wieder zurück und erkennen zu unserer Verwunderung, daß wieder ein Stromstoß entsteht, der aber dem ersten entgegengerichtet ist. Das Instrument zeigt also einen Ausschlag nach der anderen Seite. Diesen Vorgang wollen wir uns einmal in einer Linie aufzeichnen, um ihn besser ver- stehen zu können. Bild 2 o Im Bild 2 sehen wir eine gedachte Linie 0. Sie stellt, wie beim Thermometer, einen gedachten Wert dar, auf dem sich nach beiden Seiten po- sitive und negative Werte aufzeichnen lassen. In unserem Fall wird der gedachte Wert 0 dann sein, wenn wir die Schleife nicht bewegen, also keine Stromerzeugung möglich ist. Machen wir aber die Bewegung 1- Einführen der Schleife -, so wird sich die erzeugte Spannung mit der An- zahl der geschnittenen Kraftlinien ansteigend erhöhen bis die höchsterreichbare Spannung überschritten ist. Danach wird sie wieder mit abnehmendem Kraftlinienfeld abfallen bis zum Punkt 0. Ende der ersten Bewegung. Die ge- zeichnete obere Spitze stellt nun das Abbild der ersten Bewegung und damit den ersten Aus- schlag des Instrumentes dar. Positiver Aus- schlag. Nun kommen wir zur zweiten Bewegung. Bild 3 Zeit Gleichstrom Die erzeugte Spannung ist entgegengesetzt (pol- verkehr); sie wird unter den 0-Punkt absinken. und denselben Vorgang nach der negativen Seite aufzeichnen. Wohlgemerkt, die Spannung, die jeweils erzeugt wird, ist immer zwischen dem Punkt 0 und der jeweiligen Spitze zu finden. Nur kommen die beiden Spannungen nicht, wie z. B. bei Gleichstrom (siehe Bild 3), nach dem Einschalten gleichmäßig zustande, sondern die Spannung ist zeitlich verschieden. Sicher ist Ihnen das Bild 2 irgendwie bekannt vorgekommen. Sie haben sich nicht getäuscht. Es ist, wie auch das Bild 4, das Zeichen für Wechselstrom, bei dem wir nunmehr angelangt sind. Ich möchte mich allerdings nicht zu der Meinung bekennen, daẞ mit Wechselstrom aus Wechseln zu bezahlen sind, während Gleichstrom sofort bezahlt werden muß und der sogenannte Drehstrom aber Bundesmitteln bezahlt würde. Da die Dinge nicht so einfach liegen, wie wir noch sehen werden, ist es notwendig, nochmals zu unserer Spule zurückzukehren, und wir nehmen statt eine Drahtschleife eine längliche Spule mit höherer Windungszahl. Es leuchtet ein, wenn der Versuch damit wie- derholt wird, daß mehr Kraftlinien geschnitten werden können, also auch eine höhere Spannung erzeugt werden kann. Natürlich geht das nicht ins Ungemessene so weiter, denn man müßte dann die Spule sowie den Magneten vergrößern. In einer Dynamomaschine ist das alles reicht. Ob Fahrrad-Dynamo oder Lichtmaschine Ihrem Kraftfahrzeug oder Generator zur Stromerzeugung für Ihr Fahrgeschäft, die gewonnene Erkenntnis bleibt immer gleich: eine Drahtschleife schneidet Kraft- von er- linien eines Magneten. A Sehen Sie sich wenn möglich das einmal an, evtl. bei einem Kollegen. Je größer die Maschine ist, um so leichter lassen sich die Teile be- trachten. Sie werden erkennen: 1. einen um- laufenden Teil der Maschine (wird durch Diesel oder anderes angetrieben), genannt Rotor, und 2. den feststehenden Teil, Stator genannt. Der Rotor, auch Anker genannt, hat auf der Mittel- achse aufgesetzte Blechpakete, die in Achsen- richtung Schlitze aufweisen, in denen Draht- schleifen mit hoher Windungszahl angeordnet sind. Bild 4 Biid 5 Im Bild 5 sehen Sie das Verlegen einer Draht- schleife in einer Versuchsanordnung zwischen einem permanenten Magneten. Es läßt sich leicht Seite 5 gebracht werden. Die Verlegung der Draht- schleifen erfolgt so, daß auf der einen Seite des Ankers ihre Hinführung und auf der gegen- überliegenden Seite ihre Rückführung verlegt ist. Diese Verlegung ist aus der linken Hälfte des Ankers zu erkennen. Bei der Abbildung handelt es sich um eine sogenannte 4polige Ma- schine mit 4 Hilfspolen. Diese sollen uns jedoch nicht stören. Wir wollen nur einen Nordpol und einen Südpol beachten (senkrechte Linie). Da- mit haben wir wieder unsere besprochene An- ordnung, nur daß mehr Kraftlinien geschnitten werden können, da mehr Wicklungen vorhanden sind, die außerdem in rascher Folge aufeinander das Kraftfeld durchlaufen. Nun ist es leider nicht gleichgültig, ob man die Maschine schnell oder langsam laufen läßt. Bei langsamerem Lauf würde die Spannung absinken. Stellen wir uns vor, wie würden eine Glühlampe eingeschaltet haben. Durch den Spannungsanstieg nach der einen Seite und dem Wiederabfall auf Null, ebenso durch denselben Vorgang nach der an- deren Seite würde die Lampe zeitlich genau das Spiel hell dunkel mitmachen. Sie würde flak- kern, und das um so mehr, je langsamer die Maschine läuft. Aus diesem Grund läßt man die Maschine so schnell laufen, daß ein Flackern wohl vorhanden ist, das menschliche Auge das aber nicht wahrnehmen kann, da es eine gewisse Trägheit besitzt. Bild 7 Nut ييييي Zahn Wechselstrom- Wecker A Bild18 Da wir für alles bisher einen Namen gefunden haben, möchte ich Sie bitten, sich auch damit zu belasten. Frequenz, die Maßeinheit, Herz. Es ist einer der leichtesten Begriffe. Wir haben ge- sehen, daß der Strom von Null ansteigt bis zurn oberen Punkt und dann wieder abfällt auf Null. Das ist der eine Wechsel. Nun noch dasselbe nach der anderen Seite der zweite Wechsel. Diese beiden Wechsel ergeben gezeichnet eine sogenannte Sinuskurve nach Bild 4 oder eine Periode. Als Maßstab, wenn diese Periode in einer Sekunde abläuft, ist die Frequenz ein Herz (1 Hz). Entschuldigen Sie bitte, ich habe es nicht um- ständlicher sagen können doch ist es so ein- fach. Unser normaler Lichtstrom hat demzufolge in einer Sekunde 100 Wechsel oder 50 Perioden =50 oder ganz technisch 50 Hz. erkennen, daß, wenn die Schleife senkrecht steht, = 50 oder Kraftlinien zwischen den Polen 1 und 2 (Nord- und Südpol) und noch durch die halbrundgeformten Ansätze - Polschuhe genannt - gebündelt werden. Erst wenn die Schleife langsam in die waagrechte Lage kommt, werden Kraftlinien geschnitten und daher Strom erzeugt. (Anmerkung: Der Ausdruck langsam" bezieht sich nicht auf die Magnet Bild 6 о Magnete Ind. Anker Induktor Geschwindigkeit der Bewegung, sondern auf die zunehmende Menge der zu schneidenden Kraft- linien.) erkennen Sie einen sogenannten Kurbel-Induktor, eine sehr kleine Dynamo- maschine mit evtl. sehr hoher Spannung, ähnlich Im Bild 6 Da wir uns das letztemal mit einer Klingel be- schäftigt haben, wollen wir heute abschließend noch eine solche betrachten, die aber zum Unter- schied von der letzten nicht mit Gleichstrom, sondern mit Wechselstrom betrieben wird. Sie sehen als Hauptmerkmal 2 Spulen mit Eisenkern, die wiederum hintereinandergeschal- tet sind, um die Breite des Ankers auszufüllen. Auffällig dabei ist heute, daß kein Unterbrecher mehr vorhanden ist, dafür aber zwei Glocken- schalen. Außerdem sind für beide Spulen je ein permanenter Magnet mit Nord- und Südpol vorgesehen. Kommt nun in den Spulen der erste Wechsel an, wird der Magnetismus der einen Seite verstärkt und gleichzeitig der andere ge- schwächt (Wicklung entsprechend geschaltet). Beim zweiten Wechsel, der ja polverkehrt an- kommt, wird analog die zweite Spule verstärk- ten die Magnetismus zeigen und erste ge- schwächt werden. Die Häufigkeit des Anschlages des Klöppels an die Schalen hängt von der Fre- quenz des zugeführten Stromes ab (liegt meist bei 15 Hz und wird in speziellen Maschinen er- zeugt). Nun verspreche ich Ihnen ganz fest, daß es in unserem nächsten Aufsatz nicht mehr dem Magnetzünder eines Kraftfahrzeuges.klingelt. Damit verabschiede ich mich für heute, Im Bild 7 erkennen wir eine Dynamomaschine in größerem Ausmaß und beachten (bei Pfeil) den Nut- und Zahlenkranz (siehe auch Ver- größerung), in dem die Drahtschleifen unter- Ihr Egon. Anfragen bitte an Verstärkerbau Gräf, Pirmasens.