Wat is een homopolaire generator?

Een homopolaire generator is een type elektrische generator die directe stroom (DC) produceert met behulp van een elektrisch geleidende schijf die roteert in een statisch magnetisch veld.De schijf bevindt zich onder een rechte hoek ten opzichte van het magnetische veld, dus de rotatie creëert een elektrisch potentiaalverschil tussen het midden van de schijf en de rand.Borstelcontacten Sluit de rand van de schijf aan op de as die de schijf roteert.De polariteit van de elektrische stroom is afhankelijk van de rotatierichting ten opzichte van het magnetische veld.Het wordt homopolair of unipolair genoemd omdat slechts één pool van de magneet wordt gebruikt.

Er zijn eigenlijk twee werkingsmodi waarin een homopolaire generator kracht kan produceren.De stationaire magneet en roterende schijf is de meest voorkomende methode, maar als zowel de magneet als de schijf draaien, wordt het vermogen nog steeds gegenereerd.Vroege versies van dit apparaat waren niet bijzonder efficiënte bronnen van elektrisch vermogen, maar ze demonstreerden de principes die nu worden gebruikt door commuted dynamo's om directe stroom te produceren.De inefficiëntie van vroege homopolaire generatoren was voornamelijk te wijten aan de tegenstroom van de huidige;De magneet induceert de primaire stroomstroom op het deel van de schijf die zich direct onder de magneet bevindt, maar deze stroom circuleert naar gebieden van de schijf die weg zijn van het magnetische veld.Deze tegenstroom verwarmt de schijf in plaats van het produceren van elektrische stroom.

Moderne homopolaire generatoren lost dit probleem gedeeltelijk op door een reeks magneten rond de omtrek van de schijf te rangschikken.Hierdoor kan het magnetische veld stabiel blijven van het midden naar de rand van de schijf.De mate van tegenstroom is sterk verminderd, wat de efficiëntie van de generator verhoogt.

Vaak gebruikt voor demonstratiedoeleinden, produceert een kleine homopolaire generator slechts enkele volt, terwijl grotere generatoren, zoals die die in wetenschappelijk onderzoek worden gebruikt, een paar honderd volt kunnen produceren.Sommige systemen voor elektrische generaties gebruiken meerdere homopolaire generatoren om duizenden volt te produceren, maar in het algemeen hebben ze niet veel praktisch industrieel gebruik.Een homopolaire generator kan worden gemaakt om een zeer lage weerstand te hebben, dus het kan grote hoeveelheden stroom produceren, af en toe meer dan 1 miljoen ampère.