Τι είναι ο ομοιοπολικός κινητήρας;

Ένας ομοιοπολικός κινητήρας είναι μια συσκευή που μετατρέπει ένα μαγνητικό πεδίο και ένα άμεσο ηλεκτρικό ρεύμα (DC) σε κίνηση.Τα κύρια μέρη είναι ένας μόνιμος μαγνήτης με γειτονικό μεταλλικό δίσκο και άξονα.Η ομοπολική σημαίνει μόνο ένας πόλος ή πλευρά του μαγνήτη είναι δίπλα στον ρότορα.Το άμεσο ρεύμα εφαρμόζεται στο δίσκο και περιστρέφεται λόγω των επιδράσεων του ρεύματος που διέρχεται από το μαγνητικό πεδίο.Ο επιστήμονας Michael Faraday έδειξε για πρώτη φορά το αποτέλεσμα το 1821 με ένα σύρμα που περιστρέφεται γύρω από έναν μαγνήτη σε ένα λουτρό υδραργύρου.

Η ηλεκτρική ενέργεια μπορεί επίσης να δημιουργηθεί από έναν ομοπολικό κινητήρα, ο οποίος λειτουργεί ως γεννήτρια περιστρέφοντας το μεταλλικό δίσκο μέσω του μαγνητικού πεδίου.Ο περιστρεφόμενος δίσκος θα δημιουργήσει ένα ρεύμα DC που μπορεί να αποθηκευτεί σε μια μπαταρία.Αν και αυτή η αρχή δεν είναι πρακτική για τις εγκαταστάσεις μεγάλης γενιάς, μια γεννήτρια μονής πόλης μπορεί να είναι χρήσιμη όταν απαιτείται ρεύμα DC.

Μια άλλη παραλλαγή του ομοπολικού κινητήρα ήταν ο τροχός Barlows.Ο μαθηματικός Peter Barlow ανέπτυξε τον τροχό το 1822 για να αποδείξει το φαινόμενο Faraday.Ο τροχός Barlows χρησιμοποιεί έναν περιστρεφόμενο μεταλλικό δίσκο που συνδέεται με μια μπαταρία και αναστέλλεται πάνω από ένα δίσκο ή ένα κατώφλι υδραργύρου που περιβάλλεται από μόνιμο μαγνήτη.Όταν ο περιστρεφόμενος δίσκος μειώνεται στον υδράργυρο και ολοκληρώνεται ένα ηλεκτρικό κύκλωμα, το ρεύμα αλληλεπιδρά με το μαγνητικό πεδίο και ο τροχός γυρίζει.

Ένα πλεονέκτημα της μονής τεχνολογίας κινητήρα είναι μια μείωση των τμημάτων.Οι κινητήρες με στάτορα και ρότορα πρέπει επίσης να χρησιμοποιούν έναν μεταναστευτή για σωστή λειτουργία.Ένας μετακινούμενος είναι μια συσκευή που αντιστρέφει την πολικότητα του κινητήρα καθώς ο ρότορας γυρίζει.Αυτό είναι απαραίτητο επειδή ο ρότορας αλλάζει τη θέση στο μαγνητικό πεδίο του κινητήρα και η αλλαγή πολικότητας είναι απαραίτητη για την παροχή ροπής ή περιστροφικής δύναμης.

Υπάρχει μια ποικιλία πρακτικών εφαρμογών για ομοπολικό κινητήρα.Η πρόωση των πλοίων άρχισε να χρησιμοποιεί αυτούς τους κινητήρες τον 20ό αιώνα, με ηλεκτρικές κινήσεις που αντικαθιστούν τους κινητήρες ντίζελ που συνδέονται με τους άξονες κίνησης που διέρχονται από το κύτος των πλοίων.Οι ηλεκτρικές γεννήτριες μπορούν να παράγουν ισχύ DC για συστήματα που συνδέονται απευθείας με έλικες.

Αρχίζοντας στις αρχές του 21ου αιώνα, οι ηλεκτρικοί δίσκοι εγκαταστάθηκαν σε περιστρεφόμενα λοβό κάτω από μια καρίνα πλοίων που μπορούν να προσφέρουν ώθηση προς οποιαδήποτε κατεύθυνση.Αυτή η τεχνολογία παρέχει καλή αποτελεσματικότητα της πρόωσης και παρέχει εξαιρετικό έλεγχο πλοίων για σύνδεση και ελιγμούς.Τα λοβό μπορούν να ελεγχθούν από μια γέφυρα πλοίων με ένα joystick και να εξαλείψουν τους άξονες κίνησης με τη συντήρησή τους και τα πιθανά ζητήματα διαρροής.Οι γραμμικοί επιταχυντές εκμεταλλεύονται τις κινητικές αρχές Faradays ενεργοποιώντας μια διπλή σιδηροτροχιά με ηλεκτρική ενέργεια.Ένα μεταλλικό έλκηθρο ή ένα βλήμα στηρίζεται πάνω από τις ράγες, με το ρεύμα να περνάει μέσα από το έλκηθρο από τη μία σιδηροτροχιά στο άλλο.Το αποτέλεσμα που προκύπτει είναι ένας ομοιοπολικός κινητήρας.Αντί να περιστρέφεται, ωστόσο, το έλκηθρο ή το βλήμα προωθείται από αυξανόμενες ταχύτητες κατά μήκος της σιδηροτροχιάς.