Unterschiede zwischen AC- und DC-Generatoren

Elektromagnetische Induktion tritt auf, wenn ein elektrischer Draht ein sich änderndes Magnetfeld durchläuft. Generatoren nutzen elektromagnetische Induktion, um mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln. In einem Wechselstrom- oder Wechselstromgenerator kehrt der elektrische Strom periodisch die Richtung um. Bei einem Gleichstrom- oder Gleichstromgenerator fließt der Strom nur in eine Richtung. Es gibt mehrere andere Hauptunterschiede zwischen AC- und DC-Generatoren.

Designunterschiede

Sowohl Wechselstrom- als auch Gleichstromgeneratoren erzeugen Ströme durch elektromagnetische Induktion. Bei Wechselstromgeneratoren ist die Spule, durch die der Strom fließt, feststehend und der Magnet bewegt sich. Durch die Nord- und Südpole des Magneten fließt der Strom in entgegengesetzte Richtungen und erzeugt einen Wechselstrom.

Bei Gleichstromgeneratoren rotiert die stromdurchflossene Spule in einem festen Feld. Die beiden Enden der Spule sind an einem Kommutator befestigt: verschiedene Hälften eines einzelnen, rotierenden Spaltrings. Metallbürsten verbinden diese Spaltringe mit einem externen Stromkreis. Der Kommutator gleicht die Ladungen aus, die den Generator verlassen und zum Generator zurückkehren, was zu einem Strom führt, der die Richtung nicht ändert.

Hauptverwendungszwecke von AC- und DC-Generatoren

AC- und DC-Generatoren dienen unterschiedlichen Zwecken. Haushalte verwenden normalerweise Wechselstromgeneratoren, um kleine Motoren und gängige Elektrogeräte anzutreiben. Dazu gehören Staubsauger, Mixer, Entsafter und elektrische Geräte.

Gleichstromgeneratoren treiben sehr große Elektromotoren an – wie sie beispielsweise für U-Bahn-Systeme benötigt werden. Darüber hinaus sorgen Gleichstromgeneratoren für eine zuverlässige und effiziente Energieversorgung, mit der Batteriebänke für mobile und netzferne Anwendungen geladen werden können.

Praktische Überlegungen

Derzeit ist die überwiegende Mehrheit der Generatoren vom AC-Typ, da die DC-Einheiten Bürsten haben, die regelmäßig ausgetauscht werden müssen. Obwohl die elektrischen Systeme in vielen Autos vor den 1960er Jahren DC-Generatoren hatten, ersetzten wartungsärmere AC-Einheiten DC-Generatoren. Der Schlüssel zu diesem Fortschritt war die Einführung der zuverlässigen Festkörperdiode, einer kostengünstigen elektronischen Komponente, die Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt.