Hva er en Homopolar Generator?
En homopolar generator er en type elektrisk generator som produserer likestrøm (DC) ved bruk av en elektrisk ledende skive som roterer innenfor et statisk magnetfelt. Platen er i rett vinkel mot magnetfeltet, så rotasjonen skaper en elektrisk potensialforskjell mellom midten av platen og kanten. Børstekontakter kobler kanten av disken til akselen som roterer disken. Polariteten til den elektriske strømmen avhenger av rotasjonsretningen med hensyn til magnetfeltet. Det blir referert til som "homopolar" eller "unipolar" fordi bare en pol av magneten brukes.
Det er faktisk to driftsformer der en homopolar generator kan produsere strøm. Den stasjonære magneten og den roterende platen er den vanligste metoden, men hvis både magneten og platen snurrer, genereres det fortsatt kraft. Dette er mulig på grunn av Lorentz-kraften, som er kraften elektronene forårsaket av det elektromagnetiske feltet.
Michael Faraday oppfant homopolargeneratoren i 1831, noe som førte til et av dets alternative navn, Faraday-platen. Tidlige versjoner av denne enheten var ikke spesielt effektive kilder til elektrisk kraft, men de demonstrerte prinsippene som nå ble brukt av pendlet dynamoer for å produsere likestrøm. Ineffektiviteten til tidlige homopolare generatorer skyldtes hovedsakelig motstrømmen av strømmen; magneten induserer den primære strømmen av den delen av platen som er rett under magneten, men denne strømmen sirkulerer mot områdene på platen som er borte fra magnetfeltet. Denne motstrømmen varmer platen i stedet for å produsere elektrisk strøm.
Moderne homopolare generatorer løser dette problemet delvis ved å arrangere en serie magneter rundt omkretsen av platen. Dette gjør at magnetfeltet forblir stødig fra midten til kanten av platen. Graden av motstrøm er kraftig redusert, noe som øker effektiviteten til generatoren.
Vanligvis brukt til demonstrasjonsformål produserer en liten homopolar generator bare noen få volt, mens større generatorer, slik som de som brukes i vitenskapelig forskning, kan produsere noen hundre volt. Noen elektriske generasjonssystemer bruker flere homopolare generatorer for å produsere tusenvis av volt, men generelt har de ikke mange praktiske industrielle bruksområder. En homopolar generator kan fremstilles til å ha en veldig lav motstand, slik at den kan produsere store mengder strøm, noen ganger i overkant av 1 million ampere.