Elektrizitätserzeugung durch magnetische Induktion
Entdeckung der elektromagnetischen Induktion
Die elektromagnetische Induktion, ein grundlegendes Prinzip der Elektrizitätserzeugung, wurde 1831 von Michael Faraday entdeckt. Faraday stellte fest, dass eine Spannung oder elektromotorische Kraft (EMF) in einem Leiter induziert wird, wenn dieser die Linien eines Magnetfeldes schneidet oder von ihnen geschnitten wird. Diese Entdeckung legte den Grundstein für die moderne Elektrizitätserzeugung.
Grundprinzip der Elektrizitätserzeugung
Die meisten elektrischen Energien werden heutzutage durch magnetische Induktion mittels Generatoren erzeugt. Ein Generator ist eine Maschine, die mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt. Dies erfolgt durch die Nutzung des Prinzips der magnetischen Induktion.
Prinzip der magnetischen Induktion
Bei der magnetischen Induktion wird eine Spannung erzeugt, indem Spulen aus Draht durch ein stationäres Magnetfeld gedreht werden oder indem ein Magnetfeld durch stationäre Spulen gedreht wird. Die Bewegung der Spulen oder des Magnetfeldes im Verhältnis zueinander ist entscheidend für die Induktion der Spannung.
Anwendung in Kraftwerken
Ein typisches Beispiel für die Anwendung der magnetischen Induktion ist der Turbo-Alternator in Kernkraftwerken. Dieser besteht aus:
Einem 4-poligen, wasserstoffgekühlten Rotor. Die Rotorenwicklung besteht aus hohlen Leitern, durch die Wasserstoffgas strömt. Der Wasserstoff wird in Wärmetauschern, die Wasserstoff und Wasser nutzen, gekühlt.
Einem Stator mit wassergekühlter Wicklung (demineralisiertes Wasser).
Einem bürstenlosen Erregungssystem. Ein mit der Welle angetriebener, luftgekühlter bürstenloser Erreger hält einen Stromfluss durch die Drähte des Rotors aufrecht. Wenn sich dieser Rotor dreht, induziert er eine Spannung im Stator.
Zusammenfassung
Die Elektrizitätserzeugung durch magnetische Induktion ist ein effizientes und weit verbreitetes Verfahren. Die Entdeckung durch Faraday und die darauf aufbauende Technologie der Generatoren spielen eine zentrale Rolle in der heutigen Energieversorgung und haben die Grundlage für moderne elektrische Systeme geschaffen.
