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Faraday und die Elektrizität
1832 beobachtete der englische Physiker Michael Faraday, dass sich die Elektronen in einem Kupferdraht verschieben, wenn er quer durch ein Magnetfeld bewegt wird. Damit entdeckte er den Fluss des Stroms und erfand den Generator (oder Dynamo).
Ein Generator, der an eine dampf- oder wasserbetriebene Turbine gekoppelt ist, wandelt mechanische Bewegung in Elektrizität um. Ein einfaches Modell besteht aus einem Rotor mit integriertem Magnet, der von festsitzenden Drahtspulen umgeben ist. Durch Drehung des Rotors wird Wechselstrom erzeugt, indem die Elektronen im Draht in Bewegung versetzt und in einem geschlossenen Stromkreislauf hin- und hergeschickt werden. Vergleichbar ist dieser Vorgang mit Wasser, das mithilfe einer Pumpe blitzschnell ständig die Fliessrichtung wechselt. Wechselstrom kann im Gegensatz zu Gleichstrom ohne grösseren Energieverlust über weite Distanzen durch eine Stromleitung transportiert werden.
Gleichstrom:
Bildlich gesprochen entspricht der Gleichstrom einem Wasserlauf, der mittels einer Pumpe in einem geschlossenen Kreislauf immer in dieselbe Richtung geschickt wird. Der Vorteil von Gleichstrom ist die Möglichkeit, diesen mithilfe von Batterien oder Akkus für einen späteren Einsatz zu speichern. Gleichstrom ist nicht geeignet für einen längeren Transport über Stromleitungen, da er dabei zu viel Energie einbüsst.
Die negativen Elektronen bewegen sich vom Minuspol (Elektronenüberschuss) der Batterie über den Leiter zum positiven Pluspol (Elektronenmangel) der Batterie.
Gewusst?
Elektron als Kleiderbürste
Bei den alten Griechen diente der Bernstein, Elektron genannt, als Kleiderbürste, weil er sich beim Reiben an einem Tuch elektrostatisch auflädt und die Staubteilchen an sich zieht.
Quelle: energiegeschichte.de; Foto: Adobe Stock/beerphotographer
Autor: Martin Gurtner-Duperrex; Quellen: yello.de; electronics-tutorials.ws; studysmarter.de; Illustrationen: Liv Staub, Müller Medien AG