Dysk Faradaya
Dysk Faradaya, znany również jako tarcza Faradaya czy generator jednobiegunowy, to prądnica prądu stałego wynaleziona przez Michaela Faradaya w 1831 roku. Składa się z dysku wykonanego z przewodnika elektrycznego, umieszczonego w stałym polu magnetycznym. Podczas obrotu dysku generowane jest napięcie, które jest odbierane przez szczotki podłączone do osi oraz obwodu dysku.
Historia i zastosowanie
Dysk Faradaya był pierwszą prądnicą prądu stałego i mógł również działać jako silnik elektryczny. Intensywne prace nad prądnicami unipolarnymi miały miejsce w XIX wieku i na początku XX wieku, a ich zastosowanie ograniczało się głównie do laboratoriów, w celu uzyskiwania dużych natężeń prądu stałego.
Nikola Tesla starał się przekształcić dysk Faradaya w urządzenie generujące energię elektryczną bez zewnętrznego napędu. Uważał, że wystarczy zmniejszyć opory i odwrócić moment hamujący, aby urządzenie mogło działać autonomicznie. W 1889 roku uzyskał patent na maszynę dynamoelektryczną, której konstrukcję udoskonalił, jednak jego prace były obarczone błędami. Współczesna wiedza wskazuje, że nie można uzyskać energii bez dostarczenia zewnętrznego źródła energii.
Zasada działania
Powstawanie siły elektromotorycznej w dysku jest tłumaczone zjawiskiem indukcji elektromagnetycznej. W przewodniku poruszającym się w polu magnetycznym powstaje siła elektromagnetyczna opisana wzorem:
Napięcie generowane w dysku określa wzór:
gdzie:
- – siła elektromotoryczna indukcji
- – prędkość elementu przewodnika
- – indukcja magnetyczna
- – długość przewodnika
- – napięcie generowane w dysku
- – prędkość obrotowa dysku
- – składowa indukcji magnetycznej prostopadła do dysku
- – promień dysku
Podsumowanie
Dysk Faradaya stanowi ważny krok w historii technologii elektrycznej, będąc pierwszym przykładem prądnicy prądu stałego. Jego zasady działania oparte na indukcji elektromagnetycznej wciąż są istotne w dziedzinie fizyki i inżynierii elektrycznej.
