Wie funktioniert ein Dynamo?

Ein Dynamo macht aus Bewegung Strom. Das Rad dreht in ihm einen Magneten, der sich dicht an einer Spule aus Kupferdraht vorbeidreht. Weil sich das Magnetfeld in der Spule dabei ständig umkehrt, entsteht eine Spannung: Das nennt man Induktion. Der Strom fließt durchs Kabel zur Lampe. Je schneller du fährst, desto heller leuchtet sie.

Unterwegs

Dynamo zum Drehen und Durchschauen

Was drinnen passiert

1Dynamo anklappen

Der Seitenläufer hängt an einem Bolzen am Gabelbein. Klappst du ihn an, drückt eine Feder seine geriffelte Reibrolle an die Flanke des Reifens. Ist er abgeklappt, berührt die Rolle den Reifen nicht, und es gibt keinen Strom.
2Der Reifen dreht die Rolle

Beim Fahren nimmt der Reifen die kleine Reibrolle mit. Weil die Rolle viel kleiner ist als das Rad, dreht sie sich viel schneller als das Rad. Auf ihrer Achse sitzt innen im Gehäuse ein runder Magnet.
3Magnet in der Spule

Der runde Magnet hat mehrere Pole, abwechselnd Nord und Süd. Um ihn herum liegen Zacken aus Eisen und eine Spule aus Kupferdraht. Bei jeder Drehung wird das Eisen immer wieder andersherum magnetisiert. Das wechselnde Magnetfeld erzeugt in der Spule eine Spannung.
4Wechselstrom im Kabel

Weil sich Nord und Süd abwechseln, wechselt auch die Spannung ständig ihre Richtung. Der Strom fließt im zweiadrigen Kabel hin und her: Das ist Wechselstrom. Bei etwa 15 km/h liefert ein Fahrraddynamo rund 6 Volt und 3 Watt.
5Die LED leuchtet

Im Scheinwerfer passt eine kleine Schaltung den Wechselstrom an die LED an. Je schneller du fährst, desto heller leuchtet sie, bis etwa 15 km/h. Dabei lädt sich nebenbei ein Kondensator auf.
6Standlicht beim Anhalten

Hältst du an, dreht sich der Magnet nicht mehr, und der Dynamo liefert keinen Strom. Hat der Scheinwerfer ein Standlicht, gibt jetzt der Kondensator seine gespeicherte Energie an die LED ab. Sie leuchtet noch einige Minuten schwächer weiter.

Die wichtigsten Teile

Reibrolle: Die kleine geriffelte Rolle oben am Dynamo, die am Reifen läuft und die Achse mit dem Magneten dreht.
Feder: Eine Drahtfeder am Drehbolzen, die den angeklappten Dynamo fest an den Reifen drückt.
Magnet: Ein runder Dauermagnet mit abwechselnd Nord- und Südpolen, der sich mit der Achse dreht.
Eisenkern: Eisenscheiben mit Zacken rund um den Magneten, die sein Magnetfeld durch die Spule leiten.
Spule: Viele Windungen aus dünnem Kupferdraht, fest im Gehäuse, in denen die Spannung entsteht.
Kabel: Ein Kabel mit zwei Adern, in dem der Strom zwischen Dynamo und Scheinwerfer hin und her fließt.
LED: Die Leuchtdiode im Scheinwerfer, die aus dem Strom Licht macht; ein Spiegel um sie herum bündelt es nach vorn.
Kondensator: Ein kleiner Stromspeicher im Scheinwerfer, der beim Fahren lädt und im Stand das Standlicht speist.

So erklärst du es deinem Kind

4–6 Jahre: Wenn du deine Hände schnell aneinander reibst, werden sie warm: Aus Bewegung wird Wärme. Der Dynamo macht aus der Bewegung vom Rad Strom. Darum leuchtet das Licht nur, wenn du fährst.
7–9 Jahre: Im Dynamo dreht sich ein Magnet dicht neben einer Spule aus Kupferdraht. Immer wenn Nordpol und Südpol vorbeikommen, schubsen sie den Strom im Draht an, mal in die eine, mal in die andere Richtung. Je schneller sich der Magnet dreht, desto mehr Strom kommt heraus.
ab 10 Jahren: Ein Magnetfeld, das sich in einer Spule ändert, erzeugt dort eine Spannung. Das heißt elektromagnetische Induktion, Michael Faraday hat sie 1831 entdeckt. Die Generatoren in Kraftwerken arbeiten nach demselben Prinzip, nur viel größer.

Licht ohne Batterie

Hast du eine Schüttel- oder Kurbeltaschenlampe? Schüttle oder kurble sie eine halbe Minute lang. In der Schüttellampe hörst du einen Magneten durch eine Spule rutschen, in der Kurbellampe surrt ein kleiner Generator. Danach leuchtet die LED, obwohl keine Batterie drin ist.

Sicherheit

Nie in die Speichen oder an die laufende Reibrolle greifen, solange sich das Rad dreht.

Häufige Fragen

Wie funktioniert ein Nabendynamo?

Beim Nabendynamo steckt der Generator in der Nabe des Vorderrads. Die Magnete sitzen innen am Nabengehäuse und drehen sich mit dem Rad, die Spulen sitzen fest auf der Achse. Er rutscht bei Nässe nicht, ist fast lautlos und bremst weniger als ein Seitenläufer. Heute ist er an Trekking- und Stadträdern Standard.

Erzeugt ein Dynamo Wechselstrom oder Gleichstrom?

Ein Fahrraddynamo erzeugt Wechselstrom. Jedes Mal, wenn ein Nordpol und dann ein Südpol an der Spule vorbeikommt, dreht sich die Richtung der Spannung um. LED-Scheinwerfer passen den Strom mit einer kleinen elektronischen Schaltung an die LED an.

Was ist der Unterschied zwischen Dynamo und Generator?

Im Prinzip keiner. Ein Generator ist jede Maschine, die aus einer Drehbewegung mit Magnet und Spule Strom macht, vom Fahrrad bis zum Kraftwerk. Dynamo sagt man vor allem zum kleinen Generator am Fahrrad.

Wie funktioniert eine Dynamo-Taschenlampe?

In einer Kurbellampe treibt die Kurbel einen kleinen Generator an, in einer Schüttellampe gleitet ein Magnet durch eine Spule hin und her. Der Strom wird in einem Kondensator oder Akku gespeichert. Daraus leuchtet die LED noch eine Weile, nachdem du aufgehört hast.

Warum ist das Licht am Fahrrad aus, wenn man steht?

Der Dynamo erzeugt nur Strom, solange sich das Rad dreht. Viele Scheinwerfer haben deshalb ein Standlicht: Ein Kondensator lädt sich beim Fahren auf und lässt die LED im Stand noch einige Minuten weiterleuchten. Vorgeschrieben ist das Standlicht in Deutschland nicht.