ホモポーラージェネレーターとは？

同極発電機は、静磁場内で回転する導電性ディスクを使用して直流（DC）を生成する発電機の一種です。 ディスクは磁場に対して直角であるため、ディスクの回転によりディスクの中心とリムの間に電位差が生じます。 ブラシ接点は、ディスクの端をディスクを回転させるシャフトに接続します。 電流の極性は、磁場に対する回転方向に依存します。 磁石の1つの極のみが使用されるため、「同極」または「単極」と呼ばれます。

実際には、同極発電機が電力を生成できる2つの動作モードがあります。 静止磁石と回転ディスクが最も一般的な方法ですが、磁石とディスクの両方が回転している場合でも、電力が生成されます。 これは、電子が電磁界によって引き起こされる力であるローレンツ力のために可能です。

マイケルファラデーは1831年に同極発電機を発明し、その別名の1つであるファラデーディスクに至りました。 このデバイスの初期のバージョンは、特に効率的な電力源ではありませんでしたが、整流ダイナモが直流を生成するために現在使用している原理を実証しました。 初期の同極発電機の非効率性は、主に電流の逆流によるものでした。 磁石は、磁石の真下にあるディスクの部分に電流の主な流れを誘導しますが、この電流は磁場から離れたディスクの領域に向かって循環します。 この逆流は、電流を生成するのではなく、ディスクを加熱します。

最新の同極発電機は、ディスクの周囲に一連の磁石を配置することにより、この問題を部分的に解決します。 これにより、磁場はディスクの中心から端まで一定に保たれます。 逆流の程度が大幅に減少し、発電機の効率が向上します。

一般的にデモンストレーションの目的で使用される小さな同極発電機は数ボルトしか生成しませんが、科学研究で使用されるような大型発電機は数百ボルトを生成できます。 発電システムの中には、複数の同極発電機を使用して数千ボルトを生成するものがありますが、一般に、実用的な産業用途はあまりありません。 ホモポーラー発電機は、非常に低い抵抗を持たせることができるため、場合によっては100万アンペアを超える大量の電流を生成できます。