Homopolära motorn / Faradays skiva

[bearing]

Den kanske enklaste elmotorn är den homopolära motorn - motorn som går på ren likström utan kommutering. Jag tror att maskinen skulle användas i större utsträckning om det inte vore för att den måste vara borstad samt har väldigt låg spänningskonstant, dvs den arbetar med hög ström och låg spänning. Borstar har låg verkningsgrad vid höga strömmar. Borstarna kan ersättas med flytande metaller eller ledande vätskor. Jag tror maskinen har potential som generator och kanske fordonsmotor i framtiden.

Lustigt är att motorn fungerar oberoende av om magneten är stilla eller roterar i rotorn. Det får mig att undra över en sak. När en rotor belastas med ett moment måste självklart statorn påverkas av samma moment, fast motriktat. Eftersom att momentet uppenbarligen inte hamnar i magneten måste kraften hamna i borstarna. Vilket fenomen skapar kraften i borstarna?


För de som inte känner till motorn:
Homopolar motor demonstration
Homopolar motor

[4kTRB]

Jag har en tidning, Electronics Word tror jag det är, som beskriver den här effekten.
Vet inte om det finns någon fysisk förklaring än?

[Jonas L]

Tricket för att inse hur momentet bildas i skivan är att titta på specialfallet när skivan består av ett antal (eller bara en) tråd istället för en solid skiva. Då kan man använda enkel matematik (dock blir ju momentet en integral över radien).

För övrigt: Den motorn är otroligt vacker i sin konstruktion, men så länge borstar har resistans kommer den tyvärr aldrig komma någonvart.

[bearing]

Jag förstår varför det skapas ett moment, det ser jag som enkelt. F = B*I*l samt M=F*r

Det jag funderar över är vad motmomentet "tar spjärn" mot. Summan av alla krafter och moment i ett statiskt system (vilket drift vid konstant varvtal kan ses som) måste vara noll. I andra motorer med permanentmagneter blir ju momentet av krafterna i lindningen och momentet av krafterna i magneterna lika stora, fast motriktade, så att summan blir noll. I den här motorn bildas ingen kraft i magneterna. Var hamnar motkraften till kraften i rotorn?
Jag ser bara en möjlighet, att den kommer i kontakten mellan borstarna och statorn.

[Electricguy]

en enkel variant man kan testa om man vill.
har själv testat, och den funkar helt okej.

[Norpan]

Tilledaren verkar misstänkt vad gäller motkraft.
http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S01 ... ci_arttext
Ner på halva sidan ungefär.

[bearing]

Orkade inte följa beräkningarna så noggrant. Förklarar han varför borsten ger en kraft, eller sätter han bara momenten lika för att få fram kraften mellan borsten och ytan?

Jag har testat den varianten som finns i videon i första inlägget. Eftersom friktionen är låg är den nästan ljudlös och verkar nå ett väldigt högt varvtal. Det borde gå att räkna ut maxvarvet vid 1,5V.

Magneten har diametern D meter och roterar med varvtalet n [varv/min].
U=Bvl
l=D/2
r=D/4
v=2*pi*r*n/60

U=B*pi*D²*n/240

n=240U/(pi*B*D²)

Om flödestätheten på magnetens yta är 0,5 Tessa blir varvtalet på min magnet med diameter 5mm i teorin 45000 rpm. Fast rörelsen bromsas nog betydligt av friktionen mot borsten. Ifall borsten lyfts bort fortsätter rotorn att snurra i minuter, men om borsten hålls kvar när strömmen kopplas ur stannar motorn på sekunder.

[Jonas L]

Hoppsan, det var klantigt av mig att inte läsa ditt inlägg så noga. Ser man magneten som den fasta punkten och den lösa ledaren som en ledare i ett magnetfält blir det lättare för mig iaf. Men det är väl kontentan av föregående inlägg ungefär...

[bearing]

Har nu läst igenom texten i Norpans länk (bra länk). Förstår inte Fig. 4. Varifrån kommer det bakre paret dF och B?