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Wie funktioniert ein Dynamo?

Antwort #1

Level 3 (für fortgeschrittene Schüler und Studenten)
Beantwortet von

Mit einem Dynamo (z.B. ein Fahrraddynamo) wandelst Du mechanische Arbeit (hier: Treten der Pedale) in elektrische Energie um.

Das geht folgendermaßen: Ein Dynamo besteht aus einer Spule mit einer bestimmten Windungszahl \( N \) und der Querschnittsfläche \( A \). Diese Spule wird im Magnetfeld \( B \) eines Permanentmagneten gedreht, was nach dem Faraday'schen Induktionsgesetz:1\[ U_{\text{ind}}(t) ~=~ \dot{\Phi}_{\text{mag}} \]eine Wechselspannung \( U_{\text{ind}}(t) \) erzeugt. Wenn sich die Spule mit einer festen Kreisfrequenz \( \omega \) dreht, so ändert sich der magnetische Fluss durch die Spule auf folgende Weise:2\[ \Phi_{\text{mag}} ~=~ N \, A \, B \cos{\omega \, t} \]

Du musst nur noch nach 1 den magnetischen Fluss 2 zeitlich ableiten und schon hast Du die vom Dynamo unduzierte elektrische Spannung::\[ U_{\text{ind}}(t) ~=~ N \, A \, B \, \omega \, \cos{\omega \, t} \]Diese kannst Du dann benutzen, um ein Lämpchen zum Leuchten zu bringen.