Che cosa 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 un angolo retto rispetto al campo magnetico, così la sua rotazione crea una differenza di potenziale elettrico tra il centro del disco e il suo bordo. Contatti spazzola collegano il bordo del disco all'albero di rotazione del disco. La polarità della corrente elettrica dipende dalla direzione di rotazione rispetto al campo magnetico. Viene denominato "omopolare" o "unipolare" perché viene utilizzato un solo polo del magnete.

Ci sono due modi di funzionamento in cui un generatore omopolare può produrre energia. Il magnete stazionario e disco rotante è il metodo più comune, ma se sia il magnete e il disco girano, è ancora generato alimentazione. Ciò è possibile a causa della forza di Lorentz, che è la forza gli elettroni causate dal campo elettromagnetico.

Michael Faraday inventato il generatore omopolare nel 1831, che porta ad uno dei suoi nomi alternativi, il disco Faraday. Le prime versioni di questo dispositivo non sono fonti particolarmente efficienti di energia elettrica, ma hanno dimostrato i principi ormai utilizzati da dinamo a commutazione per la produzione di corrente continua. L'inefficienza dei primi generatori omopolari è dovuto principalmente alla controcorrente di corrente; il magnete induce il flusso primario di corrente da parte del disco che è direttamente sotto il magnete, ma questa corrente circola verso aree del disco che sono lontano dal campo magnetico. Questo controcorrente riscalda il disco piuttosto che produrre corrente elettrica.

Generatori omopolari moderni parzialmente risolvere questo problema disponendo una serie di magneti lungo il perimetro del disco. Questo permette il campo magnetico di rimanere costante dal centro verso il bordo del disco. Il grado di controflusso è notevolmente ridotta, che aumenta l'efficienza del generatore.

Comunemente utilizzato a scopo dimostrativo, un piccolo generatore omopolare produce solo pochi volt, mentre generatori più grandi, come quelli utilizzati nella ricerca scientifica, possono produrre poche centinaia di volt. Alcuni sistemi elettrici di generazione utilizzare più generatori omopolari per produrre migliaia di volt, ma in generale non hanno molti usi pratici industriali. Un generatore omopolare può essere fatto per avere una resistenza molto bassa, in modo che possa produrre grandi quantità di corrente, a volte di oltre 1 milione di ampere.