Kann man Gleichstromgeneratoren in Reihe schalten?

Wissenschaft Physik
#1

Hallo erstaml,
Wie die Überschrift verrät habe ich da eine Entscheidende Frage: Kann man Gleichstrom Generatoren in Reihe schalten ( So wie z.B. Batterien um eine Höhere Spannung zu Erhalten)???

Ich habe vor sie mit der Gleichen Übersetzung zu betreiben. Sodass die Theoretisch alles Samt die geleiche Spannung erzeugen.

Leider habe ich aber auch bereits gehört, das der „1“ genaerartor dann Quasie den anderen antreiben könnte, ich weis aber nicht ob das Stimmt…

Wäre voll net, wenn mir das jemand sagen könnte, falls nicht versuche ich es demnächt aus …

mfg Andy

#2

Hallo!

Kann man Gleichstrom Generatoren in Reihe schalten ( So
wie z.B. Batterien um eine Höhere Spannung zu Erhalten)?

Ja. Die Reihenschaltung von Gleichspannungsquellen hast Du sicherlich schon vielfach gesehen: Der übliche Bleiakku im Auto besteht aus 6 in Reihe geschalteten Zellen. In jeder Stabtaschenlampe findest Du die Reihenschaltung von Batterien. Ob Akkuschauber oder Handy, überall werden Gleichspannungsquellen in Reihe geschaltet, weil die Spannung einer einzelnen Zelle nicht reicht.

Die Reihenschaltung funktioniert, wenn die Zellen/Batterien potentialfrei sind, wenn also die abgegebene Spannung der einzelnen Zelle/Batterie keinen festen Bezugspunkt (z. B. Erdpotential) hat. Nur eine einzige Zelle der Reihenschaltung darf (muss aber nicht) ein festes Bezugspotential haben.

Gruß
Wolfgang

#3

Hallo!

Wie die Überschrift verrät habe ich da eine Entscheidende
Frage: Kann man Gleichstrom Generatoren in Reihe schalten ( So
wie z.B. Batterien um eine Höhere Spannung zu Erhalten)???

Ja. (wie Dir bereits im anderen Posting gesagt wurde)

Ich habe vor sie mit der Gleichen Übersetzung zu betreiben.
Sodass die Theoretisch alles Samt die geleiche Spannung
erzeugen.

Leider habe ich aber auch bereits gehört, das der „1“
genaerartor dann Quasie den anderen antreiben könnte, ich weis
aber nicht ob das Stimmt…

Dieses Problem gibt es nur, wenn die Generatoren parallel geschaltet werden.

Ein weiteres Problem ergibt sich bei eventueller Phasenverschiebung. Gleichspannungsgeneratoren erzeugen ja (wenn man keine weiteren Hilfsmittel zur Glättung einsetzt) pulsierende Gleichspannung. Da alle Spannungen die gleiche Polarität haben, werden sie zwar stets addiert. Du kannst aber nicht davon ausgehen, dass 1 + 1 tatsächlich 2 ergibt…

Michael

#4

Leider habe ich aber auch bereits gehört, das der „1“
genaerartor dann Quasie den anderen antreiben könnte, ich weis
aber nicht ob das Stimmt…

Hallo,

das stimmt genauso wie bei Batterien auch: ist eine Zelle leer, die anderen nicht, erzwingen die anderen weiterhin einen Entlade-Strom durch sie, was ihr garnicht guttut. Bei einer Batterie ist das egal, die ist eben am Ende und wird entsorgt, ein Akku ist ev. im Eimer, und das kann bei einem Generator auch passieren, wenn er das nicht verträgt. Kommt auch drauf an, wie er angetrieben wird.

Gruss Reinhard

#5

Hallo,

Wie die Überschrift verrät habe ich da eine Entscheidende
Frage: Kann man Gleichstrom Generatoren in Reihe schalten ( So
wie z.B. Batterien um eine Höhere Spannung zu Erhalten)???

wie schon geschrieben, ist das im Prinzip kein Problem.
In Praxis lauern zumindest für den Laien aber oft ungeahnt
Fallen, in die er rein tappt.

Ich habe vor sie mit der Gleichen Übersetzung zu betreiben.
Sodass die Theoretisch alles Samt die geleiche Spannung
erzeugen.

Die Frage ist hier: Warum willst du das so machen.

Unter Umständen ist eine andere technische Lösung
einfacher, zuverlässiger, eleganter?
Gruß Uwi

#6

Also Danke erstmal an alle die mir geantwortet haben. Jedoch kann ich mit Phasenverschiebung und so nicht viel anfangen, da ich erst letztes Jahr meinen Realschulabschluss gemacht habe und wir in Physik das Ohmsche Gesetz und so leichtes Zeug gemacht haben.

Warum ich mir die Frage stelle? Ich habe da so eine Idee, welche ich bereits seit mehreren Jahre habe, jedoch immer auf Nächste Woche verschoben habe, aber nun möchte ich ( wiedereinmal)an diesem Projekt arbeiten.
Aber soviel soll gesagt sein, es handelt sich um eine Kleine Speilerei:smile:

mfg Andy21

#7

Ein weiteres Problem ergibt sich bei eventueller
Phasenverschiebung. Gleichspannungsgeneratoren erzeugen ja
(wenn man keine weiteren Hilfsmittel zur Glättung einsetzt)
pulsierende Gleichspannung. Da alle Spannungen die gleiche
Polarität haben, werden sie zwar stets addiert. Du kannst aber
nicht davon ausgehen, dass 1 + 1 tatsächlich 2 ergibt…

Aus diesem Grund würde ich jeden Generator mit einer Diode ausstatten, damit der Srom des anderen nicht in ihn hinein fließt.
Die abgegebene Spannung über eine Schaltung in eine geglättete Gleichspannung wandeln und diese dann in Reihe schalten. Da wäre dann das Gleiche wie Batterien in Reihe.

#8

Hallo!

Jedoch
kann ich mit Phasenverschiebung und so nicht viel anfangen, da
ich erst letztes Jahr meinen Realschulabschluss gemacht habe
und wir in Physik das Ohmsche Gesetz und so leichtes Zeug
gemacht haben.

Kein Problem, das kriegen wir hin.

Pulsierende Gleichspannung sieht so aus: http://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Current_rectifica…
(unterste Kurve).

Wie Du siehst, ist die Spannung (die hier aus unerfindlichen Gründen mit ω abgekürzt wird) hier immer positiv, d. h. der Pluspol bleibt stets der Pluspol und der Minuspol bleibt immer der Minuspol. Trotzdem ist die Spannung mal größer, mal kleiner. Wenn beide Gleichstromgeneratoren „in Phase“ sind, heißt das nichts anderes als dass beide ihre „Berge“ und „Täler“ jeweils gleichzeitig haben. In diesem Fall darfst Du die Spannungen einfach addieren. Wenn beide Generatoren 5V liefern, kommt insgesamt 10V raus.

„Phasenverschiebung“ bedeutet, dass die Spannungsverläufe beider Generatoren leicht gegeneinander versetzt sind, so dass z. B. der eine Generator gerade seine Maximalspannung liefert, während der andere gerade auf Null ist. In diesem Fall sind die Spannungsspitzen nicht so hoch, wie wenn die beiden Generatoren in Phase sind. Dafür sind die Täler auch nicht ganz so tief. Ich vermute, dass dann eine Gesamtspannung rauskommt, die irgendwo zwischen 5V und 10V liegt, doch ich kann Dir beim besten Willen nicht sagen welche.

Du hast nun drei Möglichkeiten:

  1. Du glättest die Spannungen beider Generatoren. Dazu kannst Du z. B. einfach einen größeren Kondensator jeweils parallel zu den Generatoren schalten. Dann schaltest Du diese Generatoren in Reihe.
  2. Du achtest peinlich genau darauf, dass die Generatoren in Phase sind. Das kannst Du technisch eigentlich nur dadurch lösen, dass beide Rotoren auf derselben Welle sitzen. Aber wenn Du das machst, dann hast Du einfach einen großen Generator.
  3. Du lebst mit dem Problem, dass sich die Spannungswerte nicht exakt addieren.

Ich bin mir nicht sicher, ob das mit den Dioden, was Dir hier vorgeschlagen wurde, was bringt.

Michael

#9

Aus diesem Grund würde ich jeden Generator mit einer Diode
ausstatten, damit der Srom des anderen nicht in ihn hinein
fließt.
Die abgegebene Spannung über eine Schaltung in eine geglättete
Gleichspannung wandeln und diese dann in Reihe schalten. Da
wäre dann das Gleiche wie Batterien in Reihe.

Hallo danke für die Antwort. Meinen Sie Damit, das ich die Dioden nach jedem Generator als Rückschlagventil verwenden soll? Das ergebe bei mir nach genauem Dachdenken auch Sinn. Also werde ich dies bestimmt bald ausprobieren.

mfg Andy21

#10

Ja.
Dann kann der Strom nur aus dem Generator kommen. Bei Spannungsunterschieden zwischen den Generatoren würde es zu einem Potentialausgleich (Stromfluß) in den Generator niedriegerer Spannung kommen. Sie funktioniert als Freilaufdiode.

#11

Hallo!

Kannst Du mal erklären, warum es da Deiner Meinung nach zu einem Potenzialausgleich kommen soll? (Ich glaube nämlich, dass Du hier die ganze Zeit über die Parallelschaltung und nicht über die Reihenschaltung sprichst).

Michael

#12

Hallo!

Kannst Du mal erklären, warum es da Deiner Meinung nach zu
einem Potenzialausgleich kommen soll? (Ich glaube nämlich,
dass Du hier die ganze Zeit über die Parallelschaltung und
nicht über die Reihenschaltung sprichst).

Ich muss nach genauer Überlegung zugeben daß die formulierung nicht korrekt ist. Ich erkläre es mal so. Wenn bei zwei Gleichstromgeneratoren mit 12V einer 12V und einer 1oV liefern, würde der 12V Generator den 10V erregen wie einen Motor. Ein Teil der Energie der 12ers würde im 10er verbraten. Beide Geneatoren liefern eine positive pulsierende Spannung. Wenn die Phasen nicht gleich sind hast du über die Reihenschaltung nie 24V. Wenn du die Spannung erst glättest und dann in Reihe schaltest, ist die Ausbeute besser. Bei kleinen Bastelgeneratoren ist der Effekt relativ gering. Je mehr Leistung sie abgeben, desto größer der Effekt. Können beiden 20A abgeben, würden bei 12 zu 10 40W im 10er in Wärme und kinetische Energie umgesetzt.

#13

Hallo!

Wenn bei zwei
Gleichstromgeneratoren mit 12V einer 12V und einer 1oV
liefern, würde der 12V Generator den 10V erregen wie einen
Motor.

Nein. Wie kommst Du darauf?

Ein Teil der Energie der 12ers würde im 10er verbraten.

Nein.

Beide Geneatoren liefern eine positive pulsierende Spannung.
Wenn die Phasen nicht gleich sind hast du über die
Reihenschaltung nie 24V.

Vielleicht sollten wir bei dieser Frage erstmal klären, ob wir über Spitzenwerte oder Effektivwerte reden. Bei den Spitzenwerten hast Du recht. Wenn es eine Phasenverschiebung gibt, sind die Spitzenwerte geringer als die Summe beider Amplituden. Bei den Effektivwerten bin ich mir nicht ganz sicher. Ich könnte mir aber vorstellen, dass man sie tatsächlich addieren darf.

Wenn du die Spannung erst glättest
und dann in Reihe schaltest, ist die Ausbeute besser. Bei
kleinen Bastelgeneratoren ist der Effekt relativ gering. Je
mehr Leistung sie abgeben, desto größer der Effekt. Können
beiden 20A abgeben, würden bei 12 zu 10 40W im 10er in Wärme
und kinetische Energie umgesetzt.

Wie gesagt: Ich glaube, dass Du über die Parallelschaltung sprichst.

Michael

#14

Wie gesagt: Ich glaube, dass Du über die Parallelschaltung
sprichst.

Nein. Ich rede über eiene Reihenschaltung von Spulen mit je einer pulsierenden Gleichspannung mit Phasenverschiebung. Wobei bei 12V die Spannung im ungünstigsten Fall zwischen 0 und 12V pulsiert.
Das kann man nicht wie Batterien betrachten, da die Spulen eine Blindleistung haben. Deshalb würde ich erst glätten und dann die geglättete Gleichspannung wie bei Batterien in Reihe schalten