Cos'è un generatore omopolare?

Un generatore omopolare è un tipo di generatore elettrico che produce corrente continua (DC) utilizzando un disco elettricamente conduttivo che ruota all'interno di un campo magnetico statico.Il disco è ad angolo retto rispetto al campo magnetico, quindi la sua rotazione crea una differenza di potenziale elettrica tra il centro del disco e il suo bordo.I contatti a pennello collegano il bordo del disco all'albero che ruota il disco.La polarità della corrente elettrica dipende dalla direzione di rotazione rispetto al campo magnetico.È indicato come omopolare o unipolare perché viene utilizzato solo un polo del magnete.

Esistono in realtà due modalità di funzionamento in cui un generatore omopolare può produrre potenza.Il magnete stazionario e il disco rotante sono il metodo più comune, ma se sia il magnete che il disco stanno girando, la potenza è ancora generata.Ciò è possibile a causa della forza di Lorentz, che è la forza che gli elettroni causati dal campo elettromagnetico.

Michael Faraday inventò il generatore omopolare nel 1831, portando a uno dei suoi nomi alternativi, il disco Faraday.Le prime versioni di questo dispositivo non erano fonti particolarmente efficienti di energia elettrica, ma hanno dimostrato i principi ora utilizzati dalle dinamine commutate per produrre corrente continua.L'inefficienza dei primi generatori omopolari era dovuta principalmente al contropiede della corrente;Il magnete induce il flusso primario della corrente sulla parte del disco che è direttamente sotto il magnete, ma questa corrente circola verso le aree del disco che sono lontane dal campo magnetico.Questo contropiede riscalda il disco piuttosto che produrre corrente elettrica.

I moderni generatori omopolari risolvono parzialmente questo problema organizzando una serie di magneti attorno al perimetro del disco.Ciò consente al campo magnetico di rimanere stabile dal centro al bordo del disco.Il grado di contropiede è notevolmente ridotto, il che aumenta l'efficienza del generatore.

comunemente usato per scopi dimostrativi, un piccolo generatore omopolare produce solo pochi volt, mentre i generatori più grandi, come quelli utilizzati nella ricerca scientifica, possono produrre alcune centinaia di volt.Alcuni sistemi di generazione elettrica utilizzano più generatori omopolari per produrre migliaia di volt, ma in generale non hanno molti usi industriali pratici.Un generatore omopolare può essere fatto per avere una resistenza molto bassa, quindi può produrre grandi quantità di corrente, occasionalmente oltre 1 milione di ampere.