Hallo, ich steh gerade ziemlich auf dem Schlauch:
Ich schließe eine Spannung an einen Elektromotor an, es fließt Strom,
Arbeit W = U I t wird verrichtet und der Motor dreht sich.
Wenn ich nun die Spannungsquelle entferne und den Motor per Hand drehe,
verrichte ich die Arbeit und der Motor wird zum Generator. An den
Kontakten ist eine Spannung messbar. Aber es fließt ja kein Strom? Wohin
geht also die Energie?
Kann ich den Motor einfach irgendwann nicht mehr so gut drehen, weil die
bereits "erzeugte" Spannung meiner Arbeit entgegenwirkt?
Außerdem wäre Wärme ja immer eine gute Idee, wenn man nicht weiß, wo
Energie hin ist?
Danke, Tina
Tina schrieb:> Aber es fließt ja kein Strom?
Aber natürlich fließt ein Strom. Und sobald du herausgefunden hast, wo
dieser Strom fließt, kannst du deine Frage auch weitgehend selbst
beantworten. Es mag dabei hilfreich sein, wenn du dir den Aufbau eines
einfachen DC-Motors skizzierst.
Im Leerlauf (unbelasteter Generator) musst Du nur die Leerlaufverluste
überwinden. Also Lagerreibung, evtl. Kohlebürstenreibung und ein wenig
Ummagnetisierungsverluste.
Bei Belastung kommt dann ein Drehmoment hinzu, was mit der elektrisch
abgegebenen Leistung ansteigt. Das bedeutet, daß Du den Generator immer
schwerer drehen kannst. Außerdem erwärmt sich die Wicklung im Generator
durch den fließenden Strom.
Deswegen gibts bei größeren Kraftwerken Probleme, wenn sie bei Vollast
unerwartet vom Stromnetz getrennt werden. Dem Generator fehlt dann
plötzlich das bremsende Drehmoment. Wenn nicht sofort eine
Turbinenschnellabschaltung (über Dampf-Schnellschlußventile)
durchgeführt wird, zerlegt sich der Maschinensatz wegen Überdrehzahl.
Meistens fängt sich das Kraftwerk im Eigenbedarf (Lastabwurf auf
Eigenbedarf), in dem es nur noch seinen eigenen Stromverbrauch deckt.
Tina schrieb:> An den> Kontakten ist eine Spannung messbar. Aber es fließt ja kein Strom?
Der einzige Strom ohne Belastung fließt nur durch das Messgerät
bei Spannungsmessung - also praktisch fast nichts...
Das Messgerät zeigt in diesem Fall nur die Leerlaufspannung an,
Leistung wird keine produziert, weil ja kein entsprechender
Verbraucher daran hängt...
Tina schrieb:> An den> Kontakten ist eine Spannung messbar. Aber es fließt ja kein Strom? Wohin> geht also die Energie?
Nicht anders sind ja die Verhältnisse bei einer Batterie, die du im
Laden kaufst.
Auch da gibt es eine Spannung, aber wegen des Fehlen eines Stromkreises
ist der Strom=0.
Weil gilt
Leistung = Spannung mal Strom
gibt eine solche Vorrichtung immer dann keine Leistung ab (und nimmt
auch keine auf), wenn einer der beiden Faktoren Null ist.
Das hat keine weiteren Folgen. Weder explodiert die Batterie, noch wird
sie entladen.
Entsprechendes gilt für einen Generator.
Ohne eine elektrische Belastung brauchts du zum Drehen nur soviel Kraft
aufzuwenden, wie die Lagerreibung und ein paar andere Verlustmechanismen
erfordern.
Diese aufgewendete mechanische Energie wird fast ausschliesslich in
Wärme verwandelt. Ein bischen vielleicht noch als Wind des Kühlgebläses.
Bei einem unbelasteten Motor fließt quasi kein Strom wenn man ihn dreht
(wie du richtig bemerkt hast). Deshalb gibt es auch keine Energie die
irgendwo hin muss.
Die Energie geht in die Luft, weil der Motor warm wird,
Der Körper der den Motor antreibt wird auch warm.
also wirds in die Umgebung abgegeben.
> -2 (...)
Da kann man mal wieder sehen,
wie weit einige Leute nur denken können.
Denk mal ein Stück weiter:
a)Motort wird gedreht -> Spannung (Potentialdifferenz) entsteht, oder
nicht
b)Motor wird nicht mehr gedreht:
b1)->wenn die zum Zeitpunkt a) gemessene Spannung
entschwunden ist dann durch Ladungstransport da muss also Strom
geflossen sein
b2)-> Ohne Stromfluß muss die zum Zeitpunkt a) gemessene
Spannung immer noch vorhanden sein.
Ihr labert (fast) alle einen Blödsinn.
Natürlich steht an den Klemmen des drehenden Generators Spannung.
Theoretisch bilden diese Klemmen einen (aus elektrischer Sicht) winzigen
Kondensator. Und wenn der Generator stillsteht, wird die Ladung dieses
Mini-Kondensators über die Wicklung wieder abfließen. Theoretisch gibt
es auch immer einen Stromfluß, da kein Material absolut nichtleitend
ist. Material wie Plastik hat einen hohen Widerstand, aber keinen
unendlich hohen.
Mit einem permanenterregten Gleichstrommotor (Bürsten-kommutiert, kennt
heute kaum noch jemand) lässt sich mit einem großen Kondensator an den
Anschlüssen der Effekt demonstrieren, daß der Motor extrem träge wird.
Also man kann ihn schwer in Drehung versetzen weil dann der Kondensator
aufgeladen wird und wenn man ihn dann bremst (bzw. auslaufen läßt)
speist der Kondensator den Motor, der entsprechend länger dreht als
ohne. Mit genug Kapazität kann man ihn sogar festhalten kurz festhalten
und er läuft danach wieder los.
Sven B. schrieb:> Das ist aber bloß die Lagerreibung. Elektrisch passiert da nichts.
NICHTS? Oha!
Es baut sich auch hier ein elektrisches Feld zwischen den Kontakten auf.
Jede Spannung erzeugt auch ein elektrisches Feld.
Aber das allermeiste der eingesetzten Energie wandelt sich in Wärme um.
Lagerreibung, Wirbelstromverluste etc.
▶ J-A von der H. schrieb:> Sven B. schrieb:>> Das ist aber bloß die Lagerreibung. Elektrisch passiert da nichts.>> NICHTS? Oha!>> Es baut sich auch hier ein elektrisches Feld zwischen den Kontakten auf.>> Jede Spannung erzeugt auch ein elektrisches Feld.>> Aber das allermeiste der eingesetzten Energie wandelt sich in Wärme um.>> Lagerreibung, Wirbelstromverluste etc.
Das stimmt natürlich, aber du setzt quasi keine Energie ein. Der Motor
dreht sich extrem leicht, wenn er gut gelagert ist.
Danke für eure Antworten! :-) Mein Denkfehler war ganz am Anfang: Ich
war davon ausgegangen, dass ich Arbeit verrichte und dann gesucht habe,
wo (wenn doch ohne Verbraucher kein Strom fließt) die Energie hin ist.
Dabei stecke ich ja gar keine Energie rein! (Reibung etc. ausgenommen.)
Ich hab mich davon verwirren lassen, dass es für mich anstrengend ist,
wenn ich den Motor per Hand drehe - dabei muss das ja nicht wirklich
bedeuten, dass ich "im System Motor" Arbeit verrichte. Vergleichbar mit
potentieller Energie eines Massestücks: wenn ich mit 100 Wiederholungen
10 kg um 50 cm hoch und wieder runterhebe, komm ich auch ins Schwitzen -
aber Arbeit am System wurde nicht verrichtet.
Nochmal Danke!
Sven B. schrieb:
> Das ist aber bloß die Lagerreibung. Elektrisch passiert da nichts.
Es fließen auch elektrische Ströme bei den augenscheinlich offenen
Anschlüssen des Motors.
Sofern kein Vakuum vorhanden hat man in einem elektrischen Feld zwischen
zwei Elektroden unterschiedlichen Potenzials immer einen Stromfluss.
Migelchen schrieb:> Sven B. schrieb:>> Das ist aber bloß die Lagerreibung. Elektrisch passiert da nichts.>> Es fließen auch elektrische Ströme bei den augenscheinlich offenen> Anschlüssen des Motors.> Sofern kein Vakuum vorhanden hat man in einem elektrischen Feld zwischen> zwei Elektroden unterschiedlichen Potenzials immer einen Stromfluss.
Danke für diese unglaublich aufschlussreiche Erklärung, das war mir
natürlich überhaupt nicht klar. Dieses Erbsenzähler-Argument wurde ja in
dem Thread auch erst fünf mal genannt.
> Mit einem permanenterregten Gleichstrommotor (Bürsten-kommutiert, kennt> heute kaum noch jemand) ...
Klar, bis auf die paar Besitzer von Akkuschraubern u.v.m. ;-)
=> https://de.wikipedia.org/wiki/Mabuchi_Motor
