Warum sagt man, jeder Elektromotor ist auch ein Generator?

Jeder Elektromotor ist auch ein Generator – und umgekehrt

Die Aussage “Jeder Elektromotor ist auch ein Generator” mag auf den ersten Blick überraschend klingen. Betrachtet man jedoch die zugrundeliegenden physikalischen Prinzipien, wird die Aussage schnell verständlich. Elektromotoren und Generatoren sind nämlich nicht grundlegend verschiedene Maschinen, sondern zwei Seiten derselben Medaille: beide beruhen auf der elektromagnetischen Induktion.

Der zentrale Punkt liegt im Prinzip der elektromagnetischen Induktion, wie es durch das Faraday’sche Induktionsgesetz beschrieben wird. Dieses besagt, dass eine Änderung des magnetischen Flusses durch eine Leiterschleife eine elektromotorische Kraft (EMK) induziert, also eine Spannung erzeugt. Dieser Effekt ist die Grundlage sowohl des Generators als auch des Elektromotors.

Der Elektromotor: Ein Elektromotor nutzt elektrische Energie, um ein Magnetfeld zu erzeugen. Dieses Magnetfeld wechselwirkt mit einem zweiten Magnetfeld (z.B. einem Permanentmagneten oder einem weiteren Elektromagneten), wodurch eine Kraft auf den Rotor (den drehbaren Teil) ausgeübt wird. Diese Kraft führt zur Drehung des Rotors und damit zur mechanischen Arbeit.

Der Generator: Ein Generator arbeitet im Prinzip umgekehrt. Durch die mechanische Drehung des Rotors (z.B. durch eine Turbine oder einen Verbrennungsmotor) ändert sich der magnetische Fluss durch die im Rotor befindlichen Leiterschleifen. Diese Änderung induziert gemäß dem Faraday’schen Gesetz eine EMK, also eine elektrische Spannung. Diese Spannung kann dann einen Stromkreis speisen und elektrische Energie liefern.

Die Gemeinsamkeit: Sowohl im Motor als auch im Generator findet die Wechselwirkung zwischen einem Magnetfeld und Leiterschleifen statt. Der entscheidende Unterschied liegt lediglich in der Energiezufuhr und -abfuhr. Beim Motor wird elektrische Energie zugeführt und mechanische Energie abgegeben. Beim Generator wird mechanische Energie zugeführt und elektrische Energie abgegeben.

Die Aussage im Detail: Wenn ein Elektromotor läuft, dreht sich sein Rotor. Diese Drehung ändert den magnetischen Fluss durch die Leiterschleifen, und es wird eine EMK induziert – genau wie in einem Generator. Diese induzierte Spannung ist oft als Gegen-EMK (Gegen-Elektromotorische Kraft) bekannt und wirkt der angelegten Spannung entgegen. Sie ist ein natürliches Phänomen, das im Betrieb jedes Elektromotors auftritt. Man könnte also sagen, der laufende Elektromotor generiert eine Spannung, die jedoch in der Regel durch die angelegte Spannung überlagert wird.

Zusammenfassend: Die Aussage “Jeder Elektromotor ist auch ein Generator” ist korrekt, wenn man die elektromagnetische Induktion als grundlegendes Prinzip betrachtet. Der laufende Elektromotor erzeugt zwar eine Gegen-EMK, die nicht direkt genutzt wird, aber das Prinzip der Energieumwandlung ist identisch mit dem eines Generators. Der Unterschied liegt primär in der beabsichtigten Funktion und der Richtung des Energieflusses. Die gleiche Konstruktion kann, je nach Stromzufuhr und -abfuhr, als Motor oder Generator betrieben werden.