thumb|250px|right|Rycina przedstawiająca dysk Faradaya thumb|250px|Schemat dysku Faradaya. B – pole magnetyczne, U – napięcie elektryczne thumb|250px|Model generatora jednobiegunowego Dysk Faradaya, tarcza Faradaya (generator jednobiegunowy) – prądnica prądu stałego wynaleziona przez Michaela Faradaya w 1831.
Urządzenie składa się z dysku wykonanego z przewodnika prądu elektrycznego, umieszczonego w stałym i prostopadłym do płaszczyzny dysku polu magnetycznym wytwarzanym przez magnesy. Podczas obrotu dysku, między środkiem a zewnętrzną częścią dysku powstaje napięcie (siła elektromotoryczna).
Prąd płynący dzięki temu napięciu jest odbierany przez szczotki. Jedne szczotki są podłączone do osi dysku a drugie do jego obwodu.
Dysk Faradaya był pierwszą prądnicą prądu stałego, mógł też pracować jako silnik elektryczny prądu stałego.
Prace nad prądnicami i silnikami unipolarnymi trwały intensywnie w XIX wieku aż do początku XX w., później były stosowane tylko w laboratoriach do uzyskiwania bardzo dużych natężeń prądu stałego.
Nikola Tesla próbował przekształcić jednobiegunową prądnicę Faradaya w urządzenie do produkcji energii elektrycznej bez napędu, uważał, że wystarczy zmniejszyć opory oraz odwrócić kierunek momentu hamującego przy przepływie prądu, by urządzenie raz wprawione w ruch, pracowało bez zasilaniaNikola Tesla, "Notes on a Unipolar Dynamo". The Electrical Engineer, N.Y., Sept. 2, 1891. (Also available at tesla.hu, Article 18910902). W 1889 roku uzyskał w USA patent na maszynę dynamoelektryczną, której konstrukcję - opartą na pomyśle Faradaya - udoskonalił pod względem wydajności przez zmniejszenie oporu i odwrócenie momentu napędowego. Jego prace były obarczone błędami, obecnie wiadomo, że metodą indukcji elektromagnetycznej nie można uzyskać energii elektrycznej bez dostarczenia energii (porównaj: perpetuum mobile I rodzaju).
Zasada działania Powstawanie siły elektromagnetycznej w dysku tłumaczone może być przez zjawisko indukcji elektromagnetycznej, siły Lorentza, siły elektromagnetycznej indukcji, a nawet szczególnej teorii względności.
Uzasadnienie na podstawie siły elektromagnetycznej indukcji.
W przewodniku poruszającym się w polu magnetycznym powstaje siła elektromagnetyczna:
Na podstawie powyższego wzoru, oraz zakładając że indukcja magnetyczna jest jednakowa na całym promieniu dysku i prostopadła do powierzchni dysku, napięcie powstające 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.
Przypisy
Linki zewnętrzne Eksperyment z dyskiem
Kategoria:Historia fizyki Kategoria:Narzędzia fizyki Kategoria:Prądnice