Unipolarmotor

Das Barlow'sche Rad war die erste Unipolarmaschine. Realisiert wurde es von Peter Barlow 1822.

Das Barlow-Rad

Eine horizontal gelagerte, massive Scheibe aus gut leitfähigem Nichteisenmetall (z. B. Kupfer oder Aluminium) wird von einem Magnetfeld axial durchflutet. Der Rand der Scheibe taucht am unteren Ende in eine leitfähige Flüssigkeit (zu Demonstrationszwecken Natriumchloridlösung, ursprünglich Quecksilber).

Damit der Versuch funktioniert, müssen Ladungsträger in radialer Richtung durch die Scheibe fließen. Durch das Quecksilberbad wird der Rand der Scheibe mit einem Pol einer Gleichspannungsquelle verbunden. An die Achse, auf der die Scheibe gelagert wird, wird der andere Pol angelegt.

Die Ladungsträger erfahren durch das Magnetfeld eine Ablenkung (Lorentzkraft). Ein einfaches Modell der Bewegung der Ladungsträger in Metallen (Elektronen) besagt, dass der Bewegung der Elektronen eine Art „Reibung“ entgegenwirkt (verursacht durch Stöße mit den Atomen des Gitters) und die Ladungsträger so eine definierte Geschwindigkeit erreichen, die Driftgeschwindigkeit. Das Barlow'sche Rad bestätigt diese Modellvorstellung, indem die Scheibe anfängt, sich zu drehen. Gäbe es die Reibung (oder eine artverwandte Kraft) nicht, könnte die Scheibe sich nicht drehen.

Ein analoger Versuch ist das Lorentz-Karussell. Die Umkehrung des Phänomens, die Erzeugung einer Spannung durch das Drehen einer leitfähigen Scheibe in einem axialen Magnetfeld nennt man Unipolarinduktion.

Literatur

• Wolfgang Demtröder: Experimentalphysik 2 ISBN 3-540-20210-2
• Helmut Vogel: Gerthsen Physik ISBN 3-540-62988-2