Hva er en Homopolar Motor?
En homopolar motor er en enhet som konverterer et magnetfelt og en direkte elektrisk strøm (DC) til bevegelse. Hoveddelene er en permanent magnet med en tilstøtende metallskive og aksel; homopolar betyr at bare en pol eller side av magneten er ved siden av rotoren. Likestrøm påføres platen, og den roterer på grunn av effekten av strømmen som går gjennom magnetfeltet. Forskeren Michael Faraday demonstrerte effekten først i 1821 med en ledning som roterte rundt en magnet i et kvikksølvbad.
Elektrisitet kan også genereres av en homopolar motor, som fungerer som en generator ved å rotere metallskiven gjennom magnetfeltet. Den roterende platen vil opprette en likestrøm som kan lagres i et batteri. Selv om dette prinsippet ikke er praktisk for store generasjonsanlegg, kan en enkeltpolet generator være nyttig når likestrøm er nødvendig.
En annen variant av den homopolare motoren var Barlows hjul. Matematikeren Peter Barlow utviklet hjulet i 1822 for å demonstrere Faraday-effekten. Barlows hjul bruker en roterende metallskive koblet til et batteri og henges over et brett eller trau kvikksølv omgitt av en permanent magnet. Når den roterende skiven senkes ned i kvikksølvet og en elektrisk krets er fullført, samvirker strømmen med magnetfeltet og hjulet svinger.
En fordel med enpolet motorteknologi er reduksjon i deler. Motorer med en trådspiralstator og rotor må også bruke en kommutator for riktig drift. En kommutator er en enhet som reverserer motorens polaritet når rotoren svinger. Dette er nødvendig fordi rotoren endrer posisjon i det motoriske magnetfeltet, og polaritetsendringen er nødvendig for å tilveiebringe dreiemoment, eller rotasjonskraft.
Det finnes en rekke praktiske bruksområder for en homopolar motor. Skipets fremdrift begynte å bruke disse motorene i det 20. århundre, med elektriske stasjoner som erstattet dieselmotorer koblet til drivaksler som passerte gjennom skipsskroget. Elektriske generatorer kan produsere likestrøm for systemer koblet direkte til propeller.
Fra begynnelsen av det 21. århundre ble det installert elektriske stasjoner i roterende belg under et skipskjøl som kan gi drivkraft i alle retninger. Denne teknologien gir god effektivitet ved fremdrift, og gir utmerket skipskontroll for dokking og manøvrering. Podene kan styres fra en skipsbro med en styrespak, og eliminere drivaksler med deres vedlikehold og potensielle lekkasjeproblemer.
En teknologi som er studert på forskjellige enheter siden 1700-tallet, er lineær akselerasjon, kjent i våpenutvikling som en jernbanepistol. Lineære akseleratorer drar fordel av Faradays motoriske prinsipper ved å gi en dobbel skinne med elektrisk kraft. En metallslede eller prosjektil hviler på toppen av skinnene, med strømmen som går gjennom sleden fra den ene skinnen til den andre. Den resulterende effekten er en homopolar motor. I stedet for å rotere fremføres imidlertid sleden eller prosjektilet i økende hastighet langs skinnen.