ΣΤΡΕΦΟΜΕΝΟΣ ΑΓΩΓΟΣ

ΣΤΡΕΦΟΜΕΝΟΣ ΑΓΩΓΟΣ

ΣΤΡΕΦΟΜΕΝΟΣ ΑΓΩΓΟΣ

 Ένας αγωγός ΟΓ,μήκους L,στρέφεται με σταθερή γωνιακή ταχύτητα ω γύρω από άξονα που περνάει από το άκρο του Ο.Το επίπεδο περιστροφής του είναι κάθετο στις δυναμικές γραμμές ομογενούς μαγνητικού πεδίου Β.Στα ελεύθερα ηλεκτρόνια του αγωγού που κινούνται μαζί με αυτόν το μαγνητικό πεδίο ασκεί δύναμη Lorentz εξαιτίας της οποίας  στο άκρο Ο του αγωγού συσσωρεύεται αρνητικό φορτίο και στο άκρο Γ θετικό.Ο αγωγός γίνεται πηγή.

 Η μαγνητική δύναμη που δέχονται τα ελεύθερα ηλεκτρόνια δεν έχει το ίδιο μέτρο σε κάθε σημείο του αγωγού γιατί η γραμμική ταχύτητα των σημείων του αυξάνεται ανάλογα με την απόσταση από τον άξονα περιστροφής υ=ω·r,όπου r η απόσταση από το κέντρο περιστροφής.

Ο αγωγός ΟΓ στρέφεται με γωνιακή ταχύτητα ω,γύρω από το άκρο του Ο,μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο.Το επίπεδο περιστροφής του είναι κάθετο στις δυναμικές γραμμές του πεδίου

 Είδαμε ότι μπορούμε να υπολογίσουμε την ηλεκτρεγερτική δύναμη από επαγωγή με το νόμο του Faraday,αρκεί στη θέση του ΔΦ να βάλουμε  τη ροή που περνάει από την επιφάνεια που ορίζει με την κίνησή του ο αγωγός στον αντίστοιχο χρόνο.

 Στην περίπτωση που εξετάζουμε θα ισχύει:

                                                                                   ΕΕΠ=ΔΦB/Δt

όπου:

                                                                                   ΦB=B·A

άρα

                                                                                   ΕΕΠ=B·ΔA/Δt

 Ο αγωγός σαρώνει την επιφάνεια δίσκου που έχει κέντρο Ο και ακτίνα L.Ο ρυθμός ΔA/Δt με τον οποίο σαρώνεται η επιφάνεια είναι σταθερός αφού η γωνιακή ταχύτητα περιστροφής είναι σταθερή.
 Έτσι μπορούμε να γράψουμε ότι:

                                                                                   ΔA/Δt=πL²/Τ

όπου: 

πL² το εμβαδόν της επιφάνειας που ορίζει ο αγωγός σε μια πλήρη περιστροφή  

Τ η περίοδος περιστροφής του.

 Θέτοντας Τ=2π/ω και με βάση την ΔA/Δt=π·L²/Τ η ΕΕΠ=B·ΔA/Δt,δίνει:

                                                                                   ΕΕΠ=1/2·Β·ω·L²

ΣΤΡΕΦΟΜΕΝΟΣ ΔΙΣΚΟΣ

 Θεωρούμε αγώγιμο δίσκο με ακτίνα r,του οποίου το επίπεδο είναι κάθετο στις δυναμικές γραμμές ομογενούς μαγνητικού πεδίου.Στρέφουμε το δίσκο με σταθερή γωνιακή ταχύτητα ω γύρω από άξονα που περνάει από το κέντρο του και είναι παράλληλος στις δυναμικές γραμμές.Αν θεωρήσουμε ότι ο δίσκος αποτελείται από ένα μεγάλο αριθμό αγωγών σαν αυτόν της προηγούμενης παραγράφου,τότε ανάμεσα στο κέντρο και σε οποιοδήποτε σημείο της περιφέρειας θα υπάρχει ΕΕΠ=1/2·Β·ω·L².

 Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτή τη συσκευή ως πηγή σταθερής τάσης αν τη συμπληρώσουμε με ολισθαίνουσες επαφές (ψήκτρες) όπως στο παρακάτω σχήμα.

 Ο δίσκος στρέφεται µε γωνιακή ταχύτητα ω γύρω από άξονα που διέρχεται από το κέντρο του.Η στροφική κίνηση του δίσκου γίνεται µέσα σε οµογενές µαγνητικό πεδίο.Το επίπεδο του δίσκου είναι συνεχώς κάθετο στο µαγνητικό πεδίο

 Η πολικότητα της ΗΕΔ που αναπτύσσεται από επαγωγή εξαρτάται από τη φορά περιστροφής του δίσκου.Στην περίπτωση του σχήματος τα σημεία της περιφέρειας του δίσκου βρίσκονται σε υψηλότερο δυναμικό από το κέντρο.Η συσκευή ονομάζεται δίσκος του Faraday.