Еднополюсен генератор

Еднополюсен генератор

Еднополюсният генератор е постояннотоков електрически генератор, който работи на принципа на Фарадеевия диск (на фигурата). Характерно за подобна машина е, че е единствена по рода си въртяща се машина, която генерира постоянен ток без комутатор или токоизправител. Електродвижещото напрежение е неизменно по посока за дадена посока на въртене (и посока на магнитното поле), откъдето произлиза и името - еднополюсен генератор. Действието се обяснява по следния начин. Един диск от проводящ материал се върти с постоянна ъглова скорост ω в хомогенно и паралелно на оста на диска постоянно магнитно поле $\mathbf{B}=B_z\mathbf{e_z}$. Клемите на генератора са свързани към оста и периферията на диска с четкови контакти. Поради азимуталното движение в магнитно поле със скорост $v_{\alpha}=\omega{r}$, електроните в диска изпитват радиална сила:

$\mathbf{F_r}=e\mathbf{v\times{B}}=ev_{\alpha}B_z\mathbf{e_r}=e\omega{r}B_z\mathbf{e_r}$,

където $e$ е заряда на електрона, а $\mathbf{e_r}$ единичния вектор в радиално направление (направление по радиуса на диска).

при което дискът се поляризира (зарежда) и се образува електростатично поле:

$\mathbf{E}=-\mathbf{v\times{B}}=-\omega{r}{B_z}\mathbf{e}_r$

Индуцираното на клемите напрежение има следния вид:

$U_e=-\int_{0}^{a}\omega{r}B_z \, dr=-\frac{1}{2}\omega{a^2}B_z$