Kas yra homopolinis variklis?

Homopolinis variklis yra įtaisas, kuris magnetinį lauką ir nuolatinę elektros srovę (DC) paverčia judesiu. Pagrindinės dalys yra nuolatinis magnetas su gretimu metaliniu disku ir velenu; homopolinis reiškia, kad šalia rotoriaus yra tik vienas magneto polius arba pusė. Nuolatinė srovė tiekiama į diską ir jis sukasi dėl srovės, einančios per magnetinį lauką, poveikio. Mokslininkas Michaelas Faradėjus pirmą kartą pademonstravo poveikį 1821 m., kai viela sukasi aplink magnetą gyvsidabrio vonioje.

Elektrą taip pat gali generuoti homopoliarinis variklis, kuris veikia kaip generatorius, sukdamas metalinį diską per magnetinį lauką. Besisukantis diskas sukurs nuolatinę srovę, kurią galima laikyti akumuliatoriuje. Nors šis principas nėra praktiškas dideliems gamybos įrenginiams, vieno poliaus generatorius gali būti naudingas, kai reikia nuolatinės srovės.

Kitas homopolinio variklio variantas buvo Barlow ratas. Matematikas Peteris Barlowas sukūrė ratą 1822 m., norėdamas parodyti Faradėjaus efektą. Barlow ratui naudojamas besisukantis metalinis diskas, prijungtas prie akumuliatoriaus ir pakabintas virš gyvsidabrio dėklo ar lovelio, apsupto nuolatiniu magnetu. Kai besisukantis diskas nuleidžiamas į gyvsidabrį ir baigiama elektros grandinė, srovė sąveikauja su magnetiniu lauku ir ratas sukasi.

Vienas iš vieno poliaus variklio technologijos pranašumų yra dalių sumažėjimas. Varikliai su vielos ritės statoriumi ir rotoriumi taip pat turi naudoti komutatorių, kad tinkamai veiktų. Komutatorius yra įtaisas, kuris keičia variklio poliškumą, kai rotorius sukasi. Tai būtina, nes rotorius keičia padėtį variklio magnetiniame lauke, o poliškumo keitimas reikalingas sukimo momentui arba sukimosi jėgai užtikrinti.

Yra daug praktinių homopolinio variklio pritaikymo galimybių. Laivai varyti šiuos variklius pradėti naudoti XX amžiuje, kai elektros pavaros pakeitė dyzelinius variklius, prijungtus prie pavaros velenų, einančių per laivo korpusą. Elektros generatoriai gali gaminti nuolatinę srovę sistemoms, tiesiogiai prijungtoms prie sraigtų.

Nuo XXI amžiaus pradžios elektrinės pavaros buvo sumontuotos besisukančiose ankštyse po laivo kiliu, kurios gali užtikrinti trauką bet kuria kryptimi. Ši technologija užtikrina gerą varomosios jėgos efektyvumą ir puikų laivo valdymą stojant į dokus ir manevruojant. Prietaisus galima valdyti iš laivo tiltelio vairasvirte ir pašalinti pavaros velenus dėl jų priežiūros ir galimų nuotėkio problemų.
Nuo 1700-ųjų įvairiuose įrenginiuose ištirta technologija yra linijinis pagreitis, ginklų kūrimo procese žinomas kaip bėgių pistoletas. Linijiniai greitintuvai naudojasi Faradėjaus variklio principais, įjungdami dvigubą bėgią elektros energija. Metalinės rogės arba sviedinys remiasi ant bėgių, o srovė teka per roges nuo vieno bėgio iki kito. Gautas efektas yra homopolinis variklis. Tačiau rogės ar sviedinys, o ne besisukantis, bėgiu varomas vis didesniu greičiu.