Hva er en homopolar generator?

En homopolar generator er en type elektrisk generator som produserer likestrøm (DC) ved bruk av en elektrisk ledende plate som roterer i et statisk magnetfelt.Platen er i rett vinkel mot magnetfeltet, så rotasjonen skaper en elektrisk potensialforskjell mellom midten av platen og dens kant.Penselkontakter Koble kanten av disken til akselen som roterer disken.Polariteten til den elektriske strømmen avhenger av rotasjonsretningen med hensyn til magnetfeltet.Det blir referert til som homopolar eller unipolar fordi bare en pol med magneten brukes.

Det er faktisk to driftsformer der en homopolar generator kan produsere kraft.Den stasjonære magneten og roterende skiven er den vanligste metoden, men hvis både magneten og platen snurrer, genereres strømmen fortsatt.Dette er mulig på grunn av Lorentz -styrken, som er kraften elektronene forårsaket av det elektromagnetiske feltet.

Michael Faraday oppfant den homopolare generatoren i 1831, noe som førte til et av dens alternative navn, Faraday -platen.Tidlige versjoner av denne enheten var ikke spesielt effektive kilder til elektrisk kraft, men de demonstrerte prinsippene som nå ble brukt av pendlet dynamoer for å produsere likestrøm.Ineffektiviteten til tidlige homopolare generatorer skyldtes hovedsakelig motstrømmen av strøm;Magneten induserer den primære strømmen av strømmen fra platen som er rett under magneten, men denne strømmen sirkulerer mot områder av platen som er vekk fra magnetfeltet.Denne motstrømmen varmer opp platen i stedet for å produsere elektrisk strøm.

Moderne homopolare generatorer løser delvis dette problemet ved å ordne en serie magneter rundt omkretsen av platen.Dette gjør at magnetfeltet kan forbli jevn fra midten til kanten av platen.Graden av motstrømmen reduseres kraftig, noe som øker generatorens effektivitet.

Vanligvis brukt til demonstrasjonsformål produserer en liten homopolar generator bare noen få volt, mens større generatorer, som de som brukes i vitenskapelig forskning, kan produsere noen hundre volt.Noen elektriske generasjonssystemer bruker flere homopolare generatorer for å produsere tusenvis av volt, men generelt har de ikke mange praktiske industrielle bruksområder.En homopolar generator kan lages for å ha en veldig lav motstand, slik at den kan produsere store mengder strøm, tidvis i overkant av 1 million ampere.