Un generatore omopolare è un tipo di generatore elettrico che produce corrente continua (DC) utilizzando un disco elettricamente conduttivo che ruota all’interno di un campo magnetico statico. Il disco è ad angolo retto rispetto al campo magnetico, quindi la sua rotazione crea una differenza di potenziale elettrico tra il centro del disco e il suo bordo. I contatti a spazzola collegano il bordo del disco all’albero che fa ruotare il disco. La polarità della corrente elettrica dipende dal senso di rotazione rispetto al campo magnetico. Viene chiamato “omopolare” o “unipolare” perché viene utilizzato un solo polo del magnete.
Ci sono in realtà due modalità di funzionamento in cui un generatore omopolare può produrre energia. Il magnete fisso e il disco rotante sono il metodo più comune, ma se sia il magnete che il disco girano, viene comunque generata energia. Ciò è possibile grazie alla forza di Lorentz, che è la forza provocata dagli elettroni dal campo elettromagnetico.
Michael Faraday ha inventato il generatore omopolare nel 1831, portando a uno dei suoi nomi alternativi, il disco di Faraday. Le prime versioni di questo dispositivo non erano fonti di energia elettrica particolarmente efficienti, ma dimostravano i principi ora utilizzati dalle dinamo commutate per produrre corrente continua. L’inefficienza dei primi generatori omopolari era principalmente dovuta al controflusso di corrente; il magnete induce il flusso primario di corrente sulla parte del disco che si trova direttamente al di sotto del magnete, ma questa corrente circola verso zone del disco lontane dal campo magnetico. Questo controflusso riscalda il disco invece di produrre corrente elettrica.
I moderni generatori omopolari risolvono parzialmente questo problema disponendo una serie di magneti attorno al perimetro del disco. Ciò consente al campo magnetico di rimanere stabile dal centro al bordo del disco. Il grado di controcorrente è notevolmente ridotto, il che aumenta l’efficienza del generatore.
Comunemente utilizzato a scopo dimostrativo, un piccolo generatore omopolare produce solo pochi volt, mentre generatori più grandi, come quelli utilizzati nella ricerca scientifica, possono produrre poche centinaia di volt. Alcuni sistemi di generazione elettrica utilizzano più generatori omopolari per produrre migliaia di volt, ma in generale non hanno molti usi industriali pratici. Un generatore omopolare può essere realizzato per avere una resistenza molto bassa, quindi può produrre grandi quantità di corrente, occasionalmente superiori a 1 milione di ampere.