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Das Funktionsprinzip der Transformatoren und Generatoren beruht auf der elektromagnetischen Induktion.
Generatoren erzeugen Strom, Transformatoren wandeln Ströme und Spannungen um.
Ein Generator ist eine Maschine, in der mit Hilfe der elektromagnetischen Induktion mechanische Energie in elektrische Energie umgewandelt wird. Das geschieht durch Drehen einer Spule in einem Magnetfeld (Außenpol-Generator), oder durch Drehung eines (Elektro-) Magneten um eine feststehende Spule (Innenpol-Generator). Primär wird dabei stets eine Wechselspannung erzeugt. Sie kann durch bestimmte Vorrichtungen in Gleichspannung umgewandelt werden. Da die Wirkungsweise eines Generators im Prinzip die Umkehrung der Wirkungsweise eines Elektromotors darstellt, lässt sich jeder Elektromotor auch als Generator betreiben.
Ein Transformator dient dazu, Spannungen herauf- und herunterzutransformieren. In der Energieerzeugung, beim Transport und in der Fabrik oder im Haushalt müssen also nicht dieselben Spannungen verwendet werden.
Der Transformator besteht aus zwei Spulen (Primär- oder Feld- und Sekundär- oder Induktionsspule) die auf einen gemeinsamen Eisenkern gewickelt sind, zwischen denen aber keine (elektrische) Verbindung besteht. Lässt man durch die Primärspule einen Wechselstrom fließen, so entsteht ein Magnetfeld, das sich mit der gleichen Frequenz ändert. Dadurch wird in der Sekundärspule eine Wechselspannung induziert, die bei Schließen des Stromkreises zu einem Wechselstrom führt. Das Verhältnis der Spannungen bzw. Stromstärken in Primär- und Sekundärspule ist durch die Anzahl der Windungen der Spulen festgelegt. Wenn auf der Sekundärspule mehr Windungen sind als auf der Primärspule, wird die Spannung herauftransformiert, und umgekehrt. Je größer der Unterschied zwischen der Anzahl der Windungen, desto größer ist der Unterschied zwischen den Spannungen.
Die Leistung des elektrischen Stroms kann durch einen Transformator nicht verändert werden. Wird daher die Spannung erhöht, muss die Stromstärke abnehmen, weil das Produkt aus beiden Größen gleich bleibt. Diesen Effekt macht man sich beim Transport von Strom zunutze. In Überlandleitungen fließt Strom bei sehr hoher Spannung mit geringer Stromstärke. Dadurch ist der Reibungsverlust gering.
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