समध्रुवी मोटर (होमोपोलर मोटर)



समध्रुवी मोटर (होमोपोलर मोटर) दो चुंबकीय ध्रुवों के साथ एक प्रत्यक्ष (डायरेक्ट करंट) विद्युत मोटर है, जिसके चालक (कंडक्टर) हमेशा एक निश्चित अक्ष के चारों ओर चालक  को घुमाकर चुंबकीय प्रवाह की  एकदिशीय (यूनिडायरेक्शनल) लाइनों को काटते हैं ताकि चालक एक स्थिर चुंबकीय क्षेत्र के समकोण पर हो। परिणामी बल एक दिशा में निरंतर होता है, समध्रुवी मोटर को कम्यूटेटर (बिजली) की आवश्यकता नहीं होती है, लेकिन फिर भी स्लिप रिंग्स की आवश्यकता होती है। समध्रुवी नाम इंगित करता है कि चालक की विद्युत ध्रुवता और चुंबकीय क्षेत्र के ध्रुव नहीं बदलते हैं (यानी, इसे कम्यूटेशन की आवश्यकता नहीं है)।

इतिहास
समध्रुवी मोटर निर्मित होने वाली पहली विद्युत मोटर थी। इसके संचालन का प्रदर्शन माइकल फैराडे ने 1821 में लंदन के रॉयल इंस्टीट्यूशन में किया था।

1821 में, डेनमार्क के भौतिक विज्ञानी और रसायनशास्त्री हैंस क्रिश्चियन ओर्स्टेड ने विद्युत चुंबकत्व की घटना की खोज के तुरंत बाद, हम्फ्री डेवी और ब्रिटिश वैज्ञानिक विलियम हाइड वोलास्टन ने इलेक्ट्रिक मोटर डिजाइन (प्रारुपण) करने की कोशिश की, लेकिन असफल रहे। फैराडे, जिसे डेवी ने मजाक के रूप में चुनौती दी थी, जिसे उन्होंने विद्युत चुम्बकीय घूर्णन कहा उसे उत्पन्न करने के लिए दो उपकरणों का निर्माण किया था। इनमें से एक, जिसे अब समध्रुवी मोटर के रूप में जाना जाता है, एक निरंतर परिपत्र गति का कारण बना जो एक तार के चारों ओर गोलाकार चुंबकीय बल द्वारा उत्पन्न किया गया था जो पारे (तत्व) के एक पूल में विस्तारित हुआ था और उसमे चुंबक रखा गया था। यदि रासायनिक बैटरी से  धाराकी आपूर्ति की जाती है तो तार तब चुंबक के चारों ओर घूमेगा। इन प्रयोगों और आविष्कारों ने आधुनिक विद्युत चुम्बकीय प्रौद्योगिकी की नींव रखी। अपने उत्साह में, फैराडे ने परिणाम प्रकाशित किए। इसने फैराडे की उपलब्धि के प्रति अपने गुरु की ईर्ष्या के कारण डेवी के साथ अपने संरक्षक संबंध को तनावपूर्ण कर दिया, और फैराडे को अन्य गतिविधियों के लिए असाइनमेंट का कारण बना, जिसके परिणामस्वरूप कई वर्षों तक विद्युत चुम्बकीय अनुसंधान में उनकी भागीदारी को रोका गया।  बेंजामिन जी. लामे|बी. जी. लैम ने 1913 में 2,000 kW, 260 V, 7,700 A और 1,200 rpm रेटेड एक होमोपोलर मशीन का वर्णन किया, जिसमें 16 स्लिप रिंग 67 m/s के परिधीय वेग पर काम कर रहे थे। 1934 में निर्मित 1,125 kW, 7.5 V 150,000 A, 514 rpm का एक समध्रुवी जनरेटर पाइप वेल्डिंग उद्देश्यों के लिए एक यू.एस. स्टील मिल में स्थापित किया गया था।

संचालन का सिद्धांत
समध्रुवी मोटर लोरेंत्ज़ बल द्वारा संचालित होती है। इसके कंडक्टर में धाराप्रवाहित होता है, जब उसे चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है, जो धारा के लंबवत होता है, तो चुंबकीय क्षेत्र और  धारादोनों की दिशा में एक बल महसूस होता है। यह बल घूर्णन अक्ष के चारों ओर एक बल आघूर्ण प्रदान करता है। चूंकि घूर्णन की धुरी चुंबकीय क्षेत्र के समानांतर है, और विरोधी चुंबकीय क्षेत्र ध्रुवीयता नहीं बदलते हैं, कंडक्टर को घुमाने के लिए कोई कम्यूटेशन की आवश्यकता नहीं होती है। यह सादगी सिंगल टर्न डिज़ाइन के साथ सबसे आसानी से हासिल की जाती है, जो अधिकांश व्यावहारिक अनुप्रयोगों के लिए होमोपोलर मोटर्स को अनुपयुक्त बनाती है।

अधिकांश इलेक्ट्रो-मैकेनिकल मशीनों की तरह, एक होमपोलर मोटर प्रतिवर्ती होती है: यदि कंडक्टर को यांत्रिक रूप से चालू किया जाता है, तो यह एक होमपोलर जनरेटर के रूप में काम करेगा, जो कंडक्टर के दो टर्मिनलों के बीच एक प्रत्यक्ष वर्तमान वोल्टेज का उत्पादन करेगा। उत्पादित प्रत्यक्ष धारा डिजाइन की समध्रुवी प्रकृति का प्रभाव है। समध्रुवी जनरेटर (एचपीजी) पर 20वीं शताब्दी के अंत में कम वोल्टेज लेकिन बहुत उच्च वर्तमान डीसी बिजली की आपूर्ति के रूप में बड़े पैमाने पर शोध किया गया था और प्रायोगिक रेलगन को शक्ति प्रदान करने में कुछ सफलता हासिल की है।

एक साधारण समध्रुवी मोटर का निर्माण
समध्रुवी मोटर का निर्माण करना बहुत आसान है। स्थायी चुंबक का उपयोग बाहरी चुंबकीय क्षेत्र प्रदान करने के लिए किया जाता है जिसमें चालक घूमेगा, और बैटरी एक प्रवाहकीय तार के साथ प्रवाहित होने का कारण बनती है। चुंबक को स्थानांतरित करने या यहां तक ​​कि मोटर के बाकी हिस्सों के संपर्क में रहने के लिए जरूरी नहीं है; इसका एकमात्र उद्देश्य एक चुंबकीय क्षेत्र प्रदान करना है जो तार में धाराद्वारा प्रेरित चुंबकीय क्षेत्र के साथ परस्पर क्रिया करेगा और चुंबक को बैटरी से जोड़ सकता है, बैटरी के शीर्ष और बैटरी के नीचे से जुड़े चुंबक दोनों को छूकर विद्युत परिपथ को बंद करते हुए कंडक्टिंग तार को स्वतंत्र रूप से घुमाने की अनुमति देता है। यदि लगातार संचालित किया जाए तो तार और बैटरी गर्म हो सकते हैं।

उदाहरण

 * रेलगन
 * बॉल बेयरिंग मोटर

यह भी देखें

 * होमोपोलर जनरेटर
 * बारलो का पहिया