Motor e Gerador Homopolar
Motores e geradores homopolares são mais simples do que seus primos multipolares (ver Motores e geradores ), mas raramente são usados na prática. No entanto, elas ilustram muito bem os princípios, e um motor homopolar é fácil de fazer e fácil de entender.
Homopolar Motors
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![]() O íman permanente na animação (à esquerda) produz um campo magnético B que é verticalmente para cima através do disco condutor. A célula fornece a corrente que flui através de uma escova para o eixo central, então para fora para a direita em direção a escova na borda. A corrente (convencional) i é submetido a uma força no sentido i X B , que é para a frente, no sentido de nós. (Rever Vectores .) Esta força é transmitida para o disco, que gira no sentido mostrado à esquerda. Porque não há sempre um percurso de corrente entre as escovas (ou pelo menos não haveria se fossem ideal), o binário resultante é estável. Note-se que (nesta versão) há apenas um caminho de transporte de corrente, em comparação com muitos numa típica do motor multipolar. Por outro lado, a corrente pode ser grande, se as escovas têm baixa resistência. |
Em um desenho simples para um motor homopolar muito simples, o magneto-se (ou o seu revestimento) toca na célula e é utilizado como o contacto para as escovas. Neste projeto, o rotor não é um disco, mas apenas um pedaço de arame com duas correntes de transporte (caminhos para o equilíbrio). O pedaço de arame inclui todos os três escovas. Ele utiliza uma célula de 1,5 V, um de cujos terminais é o de contacto para uma escova (o ponto médio do fio), e um íman terra rara cilíndrica, cuja circunferência é o de contacto para os outros dois. |
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Aviso de segurança : porque a bateria está em curto-circuito por um pedaço de fio de cobre, este motor só deve ser executado para tempos muito curtos: ele não só usa a bateria muito rapidamente, mas também poderia aquecê-lo, que é um perigo potencial para a segurança . |
Geradores homopolares
Nos esquemas simples abaixo, fizemos um gerador homopolar, substituindo a célula que levou o motor homopolar com um voltímetro. Considerando que o motor homopolar converte a energia eléctrica (fornecido pela célula) em energia mecânica, o gerador homopolar faz o inverso: nós fornecer energia mecânica para ligar o disco e obter uma fem e (se um percurso de corrente existe) uma corrente eléctrica.
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![]() O diagrama acima mostra uma carga móvel q viajar com o disco, e, assim, com velocidade v no ponto e tempo mostrado acima. A carga é sujeita à força de Lorentz q v X B , que é em direcção ao eixo. Isto dá origem a uma fem como indicado pelo voltímetro (e uma corrente se o circuito está completo). Mais uma vez, um gerador homopolar é conceitualmente um pouco mais simples do que seus primos multipolares, mas, porque só há um caminho atual, a fem é pequena. (Por outro lado, as escovas ideais, em princípio, permitir uma grande corrente.) |
No nosso gerador (supra), um identificador (à esquerda) transforma o rotor e outro (direita) transforma o magneto, que é o bloco de preto no meio, apenas para a direita dos dois fios azuis. O eixo de rotação é horizontal, enquanto que na animação é vertical. O multímetro está lendo mV DC. |
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Variações sobre os geradores homopolares
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Pense cuidadosamente sobre estas questões antes de responder e antes de você olhar para os clipes de filmes abaixo. Na ciência, a resposta oficial é sempre obtida por pedir o universo - ou seja . fazemos a experiência. Assim, os clipes de filmes abaixo mostram as configurações interessantes: ambos rotor e ímã rotativo, e ímã rotativo, mas não rotor girando. Este gerador homopolar tem um punho (à esquerda) que gira o rotor e outro (direita) que transforma o ímã. O multímetro está lendo mV DC.
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