เครื่องกำเนิด homopolar คืออะไร?

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า homopolar เป็นชนิดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ผลิตกระแสไฟฟ้าโดยตรง (DC) โดยใช้แผ่นดิสก์ไฟฟ้านำไฟฟ้าที่หมุนภายในสนามแม่เหล็กแบบคงที่แผ่นดิสก์อยู่ที่มุมฉากไปยังสนามแม่เหล็กดังนั้นการหมุนของมันจะสร้างความแตกต่างที่มีศักยภาพทางไฟฟ้าระหว่างศูนย์กลางของแผ่นดิสก์และขอบของมันหน้าสัมผัสแปรงเชื่อมต่อขอบของดิสก์กับเพลาที่หมุนดิสก์ขั้วของกระแสไฟฟ้าขึ้นอยู่กับทิศทางของการหมุนที่เกี่ยวข้องกับสนามแม่เหล็กมันถูกเรียกว่า homopolar หรือ unipolar เพราะมีเพียงเสาเดียวของแม่เหล็กที่ใช้

มีสองโหมดการทำงานที่เครื่องกำเนิด homopolar สามารถผลิตพลังงานได้แม่เหล็กที่อยู่กับที่และดิสก์หมุนเป็นวิธีที่พบมากที่สุด แต่ถ้าทั้งแม่เหล็กและแผ่นดิสก์กำลังหมุนกำลังจะถูกสร้างขึ้นสิ่งนี้เป็นไปได้เนื่องจากแรง Lorentz ซึ่งเป็นแรงอิเล็กตรอนที่เกิดจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้า

ไมเคิลฟาราเดย์คิดค้นเครื่องกำเนิด homopolar ในปี 1831 นำไปสู่หนึ่งในชื่อสำรองหนึ่งแผ่นฟาราเดย์อุปกรณ์รุ่นแรก ๆ ไม่ได้เป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพโดยเฉพาะ แต่พวกเขาแสดงให้เห็นถึงหลักการที่ใช้โดยไดนาโมที่ใช้ในการผลิตกระแสโดยตรงความไร้ประสิทธิภาพของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า homopolar ในช่วงต้นนั้นส่วนใหญ่เกิดจากการตอบโต้ของกระแสไฟฟ้าแม่เหล็กก่อให้เกิดการไหลหลักของกระแสในส่วนของแผ่นดิสก์ที่อยู่ต่ำกว่าแม่เหล็กโดยตรง แต่กระแสไฟฟ้านี้หมุนเวียนไปยังพื้นที่ของแผ่นดิสก์ที่อยู่ห่างจากสนามแม่เหล็กcounterflow นี้ทำให้แผ่นดิสก์ร้อนแทนที่จะผลิตกระแสไฟฟ้า

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า homopolar ที่ทันสมัยบางส่วนแก้ไขปัญหานี้โดยการจัดเรียงแม่เหล็กรอบ ๆ เส้นรอบวงของแผ่นดิสก์สิ่งนี้ช่วยให้สนามแม่เหล็กยังคงมั่นคงจากศูนย์กลางถึงขอบของแผ่นดิสก์ระดับของการตอบโต้จะลดลงอย่างมากซึ่งจะเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ใช้กันทั่วไปเพื่อการสาธิตเครื่องกำเนิดไฟฟ้า homopolar ขนาดเล็กผลิตได้เพียงไม่กี่โวลต์ในขณะที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่เช่นที่ใช้ในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์สามารถผลิตได้สองสามร้อยโวลต์ระบบการผลิตไฟฟ้าบางระบบใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้า homopolar หลายตัวเพื่อผลิตโวลต์หลายพันโวลต์ แต่โดยทั่วไปแล้วพวกเขาไม่ได้มีการใช้งานทางอุตสาหกรรมในทางปฏิบัติมากมายเครื่องกำเนิด homopolar สามารถทำให้มีความต้านทานต่ำมากดังนั้นจึงสามารถผลิตกระแสจำนวนมากได้บางครั้งเกิน 1 ล้านแอมแปร์