Faradayev generator.  Izhajali bomo iz linearnega generatorja, in sicer tako, da si bomo zgornje vodilo mislili zavito v obroč z radijem l, spodnje vodilo pa skrajšano v točko O. Palica dolžine l naj je vpeta v O in vrtljiva okoli osi tako, da drsi po krožnem vodilu. Frekvenca kroženja bodi f, skozi obroč pa naj je usmerjeno magnetno polje B (slika 13).


Slika 13.
Induciranje napetosti med koncema enakomerno vrteče palice v magnetnem polju B.

Hitrost kratkega dela palice dolžine Dl = l8 - l7 na poprečnem radiju (l7 + l8) / 2 je enaka 2pf(l7 + l8) / 2 = pf(l7 + l8). Glede na smer vrtenja in pravokotnost vektorjev obodne hitrosti in gostote magnetnega pretoka je inducirana poljska jakost v tem koščku palice usmerjena od vrtišča k obroču in enaka pf(l7 + l8)B, inducirana napetost pa je enaka produktu pf(l7 + l8)(l8 - l7)B = pf(l82 - l72)B. Izbrali smo del palice med 7-im in 8-im radijem; in nekaj podobnega je tudi na ostalih delih. Če tvorimo vsoto n delnih napetosti med radiji l0 = 0, l1, l2, ...., ln = l, dobimo inducirano napetost med vrtiščem in obročem oziroma napetost uAB:

 V vsoti se enaki sumandi odštevajo in ostane en sam člen. Voltmeter, ki bi ga priključili med obroč in vrtišče, bi izmeril napetost pfBl2. Obroč bi imel višek pozitivnega, vrtišče pa enak višek negativnega naboja; predznaka določata v resnici polariteto inducirane napetosti. Brž ko bi spremenjali frekvenco, bi se sorazmerno temu spremenila tudi vrednost inducirane napetosti. Če bi palico vrteli v drugo smer ali obrnili smer vektorja gostote magnetnega pretoka, bi se spremenil tudi predznak inducirane napetosti.

 

Zgled 2. Izračunajmo inducirano napetost med obročem in vrtiščem za palico dolžine 20 cm, ki se vrti 50 obr./s v magnetnem polju gostote 0,2 T. Þ  Račun je spet kratek:

Dosežena napetost je skoraj tolikšna kot pri Laclanchéjevem členu (1,5 V).

 

Do Faradayevega generatorja nas loči le še korak. Pri enakomernem vrtenju je inducirana napetost enosmerna in neodvisna od trenutne lege palice. Pa naj palico zamenja »zvezda« palic si mislimo. Vzdolž vsake palice bo inducirana napetost enaka in tej enaka bo tudi inducirana napetost med obročem in osjo. Izgleda tako, kot da bi bile enake baterije povezale vzporedno. Če pa je temu tako, potem more biti palic toliko, da to ni več zvezda, ampak disk polmera l; inducirana napetost bo ostala enaka: pfBl2. In kaj je pl2? Površina S diska; za inducirano napetost dobimo še en izraz: fBS. Zmnožek BS je magnetni pretok skozi disk; inducirana napetost med obodom in osjo je u ind. = ff. Rezultat je preprost: za inducirano napetost sta pomembni frekvenca vrtenja in magnetni pretok, ki »prečka« disk. Če bi obodni drsnik pomaknili bliže vrtišču, bi bila inducirana napetost med drsnikoma manjša, in enako, če bi osnega izmaknili iz osišča; dobimo vir nastavljive napetosti, nastavljive med vrednostma ± ff. Privoščimo si še nekaj (slika 14).[1]


Slika 14.
S pomikanjem drsnih priključkov med obodom in sredičem diska moremo izbirati vrednost generirane napetosti med vrednostma ±
ff.

Zelo preprosta naprava predstavlja vir nastavljive enosmerni napetosti.


 

[1] Če bi npr. paličast trajni magnet, ki je namagneten vzdolž osi, vrteli okoli osi, bi se med obodom in osjo magneta inducirala napetost.