Bases del fenómeno homopolar

5/16/2018 Bases del fenómeno homopolar - slidepdf.com

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Bases del fenómeno homopolar

Por: Luc Lachapelle

Aunque se haya invertido una enorme cantidad de esfuerzo en la investigación del

fenómeno homopolar, todavía hoy, después de más de 180 años después de su

descubrimiento por Faraday, muy poca información se ha hecho pública y su utilización

todavía no ha encontrado su camino en nuestras vidas cotidianas.

Es una lástima, ya que se sabe en la comunidad científica que la generación eléctrica

homopolar es de naturaleza extra-eficiente. El desafío técnico solo ha sido, desde el

principio, la concepción de una unidad operativa que no deteriore el proceso de

generación mientras extrae esta energía libre.

El objetivo del presente artículo es aclarar un poco los principios operativos de varios

diseños que, por definición, emplean el fenómeno homopolar. Espero que esto sirva a

todos.

Generación eléctrica

El proceso de generación eléctrico homopolar se refiere a un conductor eléctrico móvil

rodeado por un campo magnético unidireccional y constante. En este fenómeno, hay una

relación obligada entre el campo eléctrico, el campo magnético y la inercia. La energía

eléctrica generada está determinada directamente por su magnitud.

Cada vez que exista una corriente eléctrica circulando, también existe un campo

magnético y viceversa.

Además, la inercia es la consecuencia de una masa móvil en el espacio circundante, de

vez en cuando llamado Aether. Es bien sabido que el espacio vacío es realmente un

medio fluido de extrema densidad enérgica que tiene fuertes calidades inerciales. Una

manera simple de visualizar la inercia de un fluido es observando, por ejemplo, un

vórtice en un volumen del agua, el remolino mantiene su ímpetu durante un período

largo de tiempo, independientemente de sus alrededores.

Otra observación inmediata es cuando una fuerza se aplica a una masa: la masa acelera

y sigue su curso indefinidamente, a menos que se haga detener. Podría proponerse quela razón de esto se deba a la relación de las masas de los átomos constituyentes con el



Aether, creando un flujo en este último, de la misma dirección y velocidad que el

desplazamiento de la masa.

Puesto que se necesita un movimiento absolutamente relativo a fin de tener una

inducción eléctrica, se podría sugerir que es el flujo del Aether, que es el principio

operativo subyacente, como se mostrará más adelante. Lo opuesto también es

demostrable en el caso de un motor. Una corriente que fluye con un campo magnético

perpendicular provocará un flujo del Aether y, consecuentemente, el objeto será movido

por este flujo.

El principio de generación homopolar es como sigue: la electricidad se genera cuando

un conductor eléctrico se mueve sumergido en un campo magnético. Brevemente, si el

movimiento (magenta) del conductor eléctrico es perpendicular al campo magnético

(azul), entonces la corriente eléctrica generada (rojo) comenzará a fluir en una de

dirección perpendicular a los dos primeros.

Lo mismo también es cierto cuando se aplica a un motor (la polaridad eléctrica cambia,

puesto que ahora la electricidad es suministrada al motor).

Puesto que la energía eléctrica producida por el generador homopolar es una corriente

continua pura como en una batería, la potencia es constante y siempre óptima. Además,

la tensión generada (voltios) no está afectada por la intensidad de la corriente

(amperios) que es drenada desde el generador, al contrario de cualquier otra fuente de

alimentación, y el proceso de generación de energía no repercute en la máquina motriz

como una cantidad de trabajo adicional. Cuando funciona como motor, el par de torsión

motriz es constante, inmediato y siempre óptimo.

Se analizan ahora varias aplicaciones para entender este fenómeno.



Disco de Faraday

El disco Faraday es uno de los primitivos diseños de generador homopolar que permitió

a Faraday establecer los fundamentos del teorema electromagnético que todavíautilizamos en nuestros días. Fue propuesto conjuntamente junto al alternador durante su

investigación.

Esta configuración, también conocida como generador homopolar axial puesto que el

campo magnético se mueve paralelamente al eje, genera electricidad entre el eje y la

periferia de un disco eléctricamente conductor que gira rápidamente. Las corrientes

parásitas se reducen teniendo un campo magnético uniforme que encierra la masa entera

del disco.

Faraday ha demostrado además que, fijando un imán permanente en el disco, el proceso

de generación permanecía funcional, aún si la fuente del campo magnético también

giraba. Esto se llama un rotor co-rotativo.

De modo eficaz, esta configuración axial se estropeada no utilizando del modo más

eficiente la masa disponible del conductor eléctrico y la energía del campo magnético,

puesto que la velocidad máxima de los conductores está en la periferia del disco.



Muy raramente esta configuración produce más de 1 voltio pero, en unidades bien

diseñadas, fue medida una corriente de más de 100.000 amperios, sólo que en un breve

período de tiempo, debido a la concentración excesiva de calor.

Una solución mejor adopta la forma de configuración radial.

El tipo radial

El generador homopolar radial tiene un campo magnético orientado en dirección radial

con relación al eje del cilindro giratorio.

Esta variación aprovecha el hecho de que, puesto que la velocidad del cilindro

eléctricamente conductor es óptima en toda su superficie, la unidad de masa eléctrica

contribuye totalmente al proceso de generación y la energía magnética disponible se

utiliza mejor.

Esta configuración es ahora muy popular y ha sido la que se ha utilizado en la máquina

N de DePalma. En otro caso, con esta configuración, en Poirson (Francia) una unidad

con un cilindro de 340 cm de diámetro girando a 1.975 rpm, ha estado produciendo

fácilmente hasta 8 voltios a 10.000 amperios



Otra variación de Faraday

Aún hay otro experimento interesante de Faraday para demostrar un modo diferente de

emplear el fenómeno homopolar para generar electricidad.

En este sistema de campo magnético axial, se hace girar un condensador cilíndrico a

gran velocidad. La electricidad se genera y recoge entre los cilindros interior y exterior

eléctricamente conductores o, en otras palabras, en cada electrodo del condensador. La

potencia disponible alcanzable por el condensador está en relación directa con la

constante dieléctrica ( k) de la capa aislante central.

Este enfoque ha sido utilizado recientemente en la patente US 6.051.905 por Clark,

donde muestra una unidad en la cual sólo se hace girar el dieléctrico. Aunque no se

mencione expresamente, el dieléctrico central puede ser también de tipo líquido, como

el agua o un gas, permitiendo un contacto eléctrico más íntimo con los conductores.



El Motor Electrostático

Otro dispositivo homopolar toma la forma de un motor electrostático de alta tensión.

Este motor tiene un rotor hecho con un cilindro eléctricamente conductor cubierto con

una fina capa de material dieléctrico para su aislamiento. Se pone en rotación cuando se

conecta una alta tensión de corriente continua (> 10.000 voltios) entre los dos cilindros

fijos adyacentes que actúan de estator.

El fenómeno de propulsión homopolar ocurre en el dieléctrico, colocado entre dos

electrodos eléctricamente conductores y se necesita que la alta tensión que actúe contra

la elevada resistencia eléctrica del hueco de aire de separación. También en este caso, es

la constante dieléctrica ( k) de la capa de aislamiento la que determina la potencia del

motor.



Espiral Plana

Cuando un hilo conductor toma la forma de una espiral plana y se hace que la corriente

circule por él, la espiral comenzará a girar y puede ser utilizada como motor en virtuddel fenómeno homopolar que actúa sobre ella.

La corriente de la espiral plana puede ser vista como la superposición de un sistema de

corrientes circulares, que proporcionan un campo magnético perpendicular al plano de

la espiral, y una corriente radial en la cual las fuerzas de Ampere producen un auto-

momento, cuyo sentido es siempre opuesto al del devanado.

El efecto motor puede incrementarse enormemente proporcionando un aislamiento de

alta constante dieléctrica ( k) entre espiras sucesivas y también un camino de alta

permeabilidad para el campo magnético.

La corriente eléctrica puede fluir en una u otra polaridad, que la dirección de giro no

cambia. La dirección relativa de giro sólo puede cambiarse si se cambia la dirección del

devanado. Además, si la bobina tiene muchas espiras, puede entonces girar en su propio

campo magnético.

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