¿Qué es un generador homopolar?
Un generador homopolar es un tipo de generador eléctrico que produce corriente continua (DC) utilizando un disco eléctricamente conductor que gira dentro de un campo magnético estático. El disco está en ángulo recto al campo magnético, por lo que su rotación crea una diferencia de potencial eléctrico entre el centro del disco y su borde. Los contactos de cepillo conectan el borde del disco al eje que gira el disco. La polaridad de la corriente eléctrica depende de la dirección de rotación con respecto al campo magnético. Se conoce como "homopolar" o "unipolar" porque solo se usa un polo del imán.
En realidad, hay dos modos de operación en los que un generador homopolar puede producir potencia. El imán estacionado y el disco giratorio son el método más común, pero si tanto el imán como el disco están girando, todavía se genera energía. Esto es posible debido a la fuerza de Lorentz, que es la fuerza de los electrones causados por el campo electromagnético.
Michael Faraday inventó el generador homopolar en 1831, lo que llevó a uno de sus nombres alternativos, el disco Faraday. Las primeras versiones de este dispositivo no fueron fuentes de energía eléctrica particularmente eficientes, pero demostraron los principios ahora utilizados por los dinamos conmutados para producir corriente continua. La ineficiencia de los generadores homopolares tempranos se debió principalmente al contraflujo de la corriente; El imán induce el flujo primario de corriente en la parte del disco que está directamente debajo del imán, pero esta corriente circula hacia áreas del disco que están lejos del campo magnético. Este contraflujo calienta el disco en lugar de producir corriente eléctrica.
Los generadores homopolares modernos resuelven parcialmente este problema organizando una serie de imanes alrededor del perímetro del disco. Esto permite que el campo magnético se mantenga estable desde el centro hasta el borde del disco. El grado de contraflujo se reduce enormementeed, que aumenta la eficiencia del generador.
comúnmente utilizado para fines de demostración, un pequeño generador homopolar produce solo unos pocos voltios, mientras que los generadores más grandes, como los utilizados en la investigación científica, pueden producir unos pocos cientos de voltios. Algunos sistemas de generación eléctrica utilizan múltiples generadores homopolares para producir miles de voltios, pero en general no tienen muchos usos industriales prácticos. Se puede hacer que un generador homopolar tenga una resistencia muy baja, por lo que puede producir grandes cantidades de corriente, ocasionalmente más de 1 millón de amperios.