O que é um gerador homopolar?

Um gerador homopolar é um tipo de gerador elétrico que produz corrente direta (CC) usando um disco eletricamente condutor que gira dentro de um campo magnético estático. O disco está em um ângulo reto no campo magnético, portanto sua rotação cria uma diferença de potencial elétrico entre o centro do disco e sua borda. Os contatos da escova conectam a borda do disco ao eixo que gira o disco. A polaridade da corrente elétrica depende da direção da rotação em relação ao campo magnético. É referido como "homopolar" ou "unipolar" porque apenas um pólo do ímã é usado.

Existem na verdade dois modos de operação nos quais um gerador homopolar pode produzir energia. O ímã estacionário e o disco rotativo são o método mais comum, mas se o ímã e o disco estiverem girando, a potência ainda será gerada. Isso é possível devido à força Lorentz, que é a força que os elétrons causados ​​pelo campo eletromagnético.

Michael Faraday inventou o gerador homopolar em 1831, levando a um de seus nomes alternativos, o disco de Faraday. As versões iniciais deste dispositivo não foram fontes particularmente eficientes de energia elétrica, mas demonstraram os princípios agora usados ​​por dínamos comutados para produzir corrente direta. A ineficiência dos primeiros geradores homopolares deveu -se principalmente ao contra -fluxo da corrente; O ímã induz o fluxo primário de corrente por parte do disco diretamente abaixo do ímã, mas essa corrente circula em direção a áreas do disco que estão longe do campo magnético. Este contador aquece o disco em vez de produzir corrente elétrica.

geradores homopolares modernos resolvem parcialmente esse problema organizando uma série de ímãs ao redor do perímetro do disco. Isso permite que o campo magnético permaneça estável do centro até a borda do disco. O grau de contraflow é muito reduzidoEd, que aumenta a eficiência do gerador.

comumente usado para fins de demonstração, um pequeno gerador homopolar produz apenas alguns volts, enquanto geradores maiores, como os usados ​​em pesquisas científicas, podem produzir algumas centenas de volts. Alguns sistemas de geração elétrica usam vários geradores homopolares para produzir milhares de volts, mas em geral eles não têm muitos usos industriais práticos. Um gerador homopolar pode ser feito para ter uma resistência muito baixa, para que possa produzir grandes quantidades de corrente, ocasionalmente superior a 1 milhão de amperes.