Unipolarinduktion
Die Diskussion über diesen Antrag findet auf der Löschkandidatenseite statt.
Hier der konkrete Grund, warum dieser Artikel nicht den Qualitätsanforderungen entsprechen soll: (siehe Löschdiskussion) --Pjacobi 22:24, 18. Jun 2005 (CEST)
Unipolarinduktion ist eine Induktion von elektrischem Strom in Leitern, die sich nur in Bezug auf einen Magnetpol bewegen oder im Feld eines einzigen Magnetpols rotieren. Ihre Anwendung findet sie bei Unipolarmaschinen; Auswirkungen des Effekts werden bei der rotierenden Erde und Sonne untersucht, die magnetische Dipole sind.
Vorteile der Unipolarinduktion sind u.a.:
- Erzeugung einer oberwellenfreien Gleichspannung
- Erzeugung hoher Stromstärken
- Umstritten: hoher Wirkungsgrad bei der Umwandlung von Rotations- in elektrische Energie
- Generatoren auf diesem Prinzip benötigten kein Magneteisen
Die Deutung dieser Erscheinung ist umstritten. Es werden relativistische Ursachen genannt oder die Lorentzkraft. Das Faradaysche Induktionsgesetz ist hier nicht anwendbar, da es nur bei Änderungen des Magnetfelds greift. Eine Deutung ist, dass die Ladungsseparation aus der Lorentzkraft auf die freien Ladungsträger resultiert. Eine andere allgemeinrelativistische Deutung basiert auf Gleichungslösungen mit magnetischen Zylindern bzw. Kugeln, in deren Umgebung sich bei Rotation ein elektrisches Feld aufbaut.
Bei speziell relativistischer Deutung geht man davon aus, dass auf ein freies Elektron des Leiters die Lorentzkraft F=e (v X B) wirkt (B Magnetische Induktion, v Geschwindigkeit, e Elementarladung), die es in radialer Richtung beschleunigt. Die Grösse der induzierten Spannung erhält man im Falle einer im Magnetfeld rotierende Scheibe folgendermassen: F =e v B = e w r B = e E , da v senkrecht auf B steht (r Abstand des Elektrons von Rotationsachse, w Winkelgeschwindigkeit der Scheibe, E Feldstärke des der Lorentzkraft entsprechenden elektrischen Feldes). Durch Integration über E(r)= w r B von 0 bis Scheibenradius R ergibt sich U = w B r² / 2
siehe auch: Faradaysches Paradoxon
Literatur:
- Zur kurzen Theorie der Unipolarmaschine, L. Kneissler-Maixdorf ,Elektrotechnik und Maschinentechnik, 61. Jahrgang, 1. Okt. 1943, Heft 39/40, Seite 479-486
- Unipolarmaschine mit Kontaktwalzen für Abnahme des Stromes, Patentschrift Nr. 704671, Erfinder: Paul Gebhart, Patentiert am 24.03.1938
- Unipolarmaschine für kleine Spannungen und hohe Ströme, M. Zorn, Elektrotechnische Zeitschrift, 61. Jg. Heft 16, 18.04.1940, Seite 358-360
- Unipolar Machines , Association of the Magnetic Field, A. K. Gupta, American Journal of Physics 31 (1963), p. 428
- Unipolarmaschinen, Otto Schulz, 1908, Verlag von Hachmaisler & Thal, Leipzig
- Unipolarmaschine mit einer tiefstgekühlten Erregerwicklung, OS 2534511, Erfinder: Prof. Dr. Peter Klaudy, Anmelder: Siemens AG Anmmeldetag: 01.08.75 Int. Cl. H 02 K 31/00
- Elektrische Unipolarmaschine, OS 2537548, Erfinder: Dieter Wetzig, Anmelder: Siemens AG
- Über unipolare Induktion, F. Ollendorf, Archiv für Elektrotechnik, XLIV-Band, Heft 2, 1959
- High Voltage Homopolar Generator, General Atomics described in a GA marketing brochure 2-28-91
- Closed Path Homopolar Machine, Adam Trombly, International Patent (PCT) HO2K 31/00, 39/00, Jun. 24,1982
- Homopole Type AC Generator, Enakichi Hayasaka, U.S. Patent No. 4,831,299, May 16,1989