Hoe werkt behoud van energie in een generator?

Question

Stel je hebt een windmolen. Door de beweging van de wieken bewegen windingen in een magnetisch veld waardoor er een wisselende flux door de windingen is en bijgevolg een geïnduceerde spanning. De energie van de draaiende wieken worden dus omgezet in elektrische energie van de vorm P=IV. Wanneer we nu het magnetisch veld verhogen zal de wisselende flux ook groter zijn en de geïnduceerde spanning ook, dus P=IV zal groter zijn. We hebben dus dezelfde energie van de wieken omgezet in meer elektrische energie. Waar komt die extra energie vandaan in gedachten houdende dat behoud van energie zegt: energie in = energie uit.

Cryofiel · Accepted Answer

Je gaat er in je redenatie van uit dat de draaisnelheid van de wieken gelijk zal blijven. Dat is echter niet het geval.

Door de hogere magnetische flux, en dus de hogere magnetische-fluxverandering, zal de tegenwerkende kracht groter worden. Het kost meer kracht om de windingen door een sterker magnetisch veld te laten draaien dan door een zwakker magnetisch veld.

Het netto effect is dus dat je weliswaar een hogere fluxverandering per afgelegde draaiïngshoek hebt, maar dat de draaisnelheid (in graden per seconde) afneemt. Daardoor zal de fluxverandering per seconde lager worden. Dat leidt dan weer tot minder geleverde energie.

Je wekt dus meer energie op per graad wiekverdraaiïng, maar je hebt minder graden wiekverdraaiïng per seconde. Voor de hoeveelheid energie per seconde maakt het dus niet uit - afgezien van efficiëntie-overwegingen natuurlijk.

Hoe werkt behoud van energie in een generator?

Het beste antwoord

Weet jij het beter..?