Co je homopolární motor?

Homopolární motor je zařízení, které převádí magnetické pole a stejnosměrný elektrický proud (DC) na pohyb. Hlavními částmi jsou permanentní magnet s přilehlým kovovým diskem a hřídelí; homopolární znamená, že vedle rotoru je pouze jeden pól nebo strana magnetu. Stejnosměrný proud se aplikuje na disk a otáčí se vlivem proudu procházejícího magnetickým polem. Vědec Michael Faraday poprvé prokázal účinek v roce 1821 pomocí drátu rotujícího kolem magnetu v rtuťové lázni.

Elektřina může být také generována homopolárním motorem, který působí jako generátor otáčením kovového disku magnetickým polem. Rotující disk vytvoří stejnosměrný proud, který lze uložit do baterie. Ačkoli tento princip není praktický pro velkoobjemová zařízení, jednopólový generátor může být užitečný v případě potřeby stejnosměrného proudu.

Další variantou homopolárního motoru bylo Barlowovo kolo. Matematik Peter Barlow vyvinul kolo v 1822 demonstrovat Faraday účinek. Barlowovo kolo používá rotující kovový disk připojený k baterii a zavěšený nad podnosem nebo korytem rtuti obklopeným permanentním magnetem. Když je rotující disk spuštěn do rtuti a je dokončen elektrický obvod, proud interaguje s magnetickým polem a kolo se otáčí.

Jednou z výhod technologie jednopólových motorů je snížení počtu součástí. Motory se statorem cívky a rotorem musí pro správnou funkci používat také komutátor. Komutátor je zařízení, které při otáčení rotoru mění polaritu motoru. To je nezbytné, protože rotor mění polohu v magnetickém poli motoru a změna polarity je nutná k zajištění točivého momentu nebo rotační síly.

Pro homopolární motor existuje celá řada praktických aplikací. Pohon lodi začal používat tyto motory ve 20. století, s elektrickými pohony nahrazujícími dieselové motory připojené k hnacím hřídelím procházejícím lodním trupem. Elektrické generátory mohou vyrábět stejnosměrný proud pro systémy připojené přímo k vrtulím.

Počátkem 21. století byly elektrické pohony instalovány v rotujících luscích pod lodním kýlem, které mohou poskytovat tah v libovolném směru. Tato technologie poskytuje dobrou účinnost pohonu a poskytuje vynikající kontrolu nad lodí pro dokování a manévrování. Lusky lze ovládat z lodního mostu pomocí joysticku a eliminovat hnací hřídele s jejich údržbou a možnými problémy s únikem.

Technologie studovaná v různých zařízeních od 1700s je lineární zrychlení, známý ve vývoji zbraní jako železniční zbraň. Lineární urychlovače využívají principů Faradayových motorů tím, že dodávají energii dvojité kolejnici elektrickou energií. Kovové saně nebo projektil spočívá na horní části kolejnic, přičemž proud prochází saněmi z jedné kolejnice na druhou. Výsledkem je homopolární motor. Spíše než se otáčí, je však saně nebo projektil poháněn rostoucí rychlostí podél kolejnice.