3D DC Dynamo
Dieselbe rotierende Spule und derselbe Magnet wie bei der Wechselstrommaschine, mit einem ausgetauschten Teil: Ein geschlitzter Kommutator ersetzt die Schleifringe. Jede halbe Umdrehung tauschen die beiden Ringhälften ihre Bürsten, sodass die Ausgangsspannung eine einzige Polarität behält, statt zu wechseln.
So benutzt du diese Simulation
- Fahren Sie die Spule mit dem Winkelregler weiter und beobachten Sie die Bürsten am Kommutatorschlitz
- Erhöhen Sie den Geschwindigkeitsregler, um die Maschine laufen zu lassen und die Kurve aufzubauen
- Vergleichen Sie die Spulenspannung mit der Klemmenspannung über eine volle Umdrehung
- Drehen Sie die 3D-Ansicht, um den geteilten Ring und die Lage seines Isolierschlitzes zu sehen
Worauf du achten solltest
- Die Bürsten wechseln die Hälfte genau dann, wenn die induzierte Spannung null wird, ohne Strom zu unterbrechen
- Jede Halbwelle, die negativ gewesen wäre, wird nach oben zu einem positiven Buckel geklappt
- Die Ausgangsspannung überschreitet die Achse nie: Sie berührt zweimal pro Umdrehung die Null und steigt wieder
- Die Spitzenhöhe ist dieselbe wie bei der Wechselstrommaschine; nur das Vorzeichen jeder zweiten Halbwelle unterscheidet sich
- Die Flusskurve bleibt ein Kosinus — die Spule selbst tut also nichts anderes
Die Physik dahinter
An der Erzeugung ändert sich nichts — in der Spule wird genau wie zuvor ε = NBAω sin ωt induziert. Was der Kommutator ändert, ist die Verbindung nach außen. Der Schlitz im geteilten Ring sitzt so, dass die Bürsten genau in dem Augenblick von einer Hälfte zur anderen wechseln, in dem die Spulenspannung durch null geht. Die Halbwelle, die negativ gewesen wäre, wird dem äußeren Stromkreis daher umgekehrt übergeben, und an den Klemmen erscheint eine Folge positiver Buckel: pulsierender Gleichstrom mit dem Mittelwert 2ε₀/π.