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DIYer:GuokrDIY

制作时间:10分钟

制作难度:★★☆☆☆

GEEK指数:★★★☆☆

普通电机是用N种不同的材料,再加上复杂设计,自己制作七七四十九日恐怕都不成,工艺复杂,还可能装x不成。我们的兔型单极电机是用电池、铜线、磁铁、加上一点点创意制做而成,不需冷藏,也没有防腐剂,除了看着牛x之外,样子还很萌。通常,尝试自己制作普通电动机的人,几日之内便会兴致全失,效率骤降,胡思乱想,几乎走火入魔,最后计划搁置不再往前。没有错!而我们要做兔型单极电机,顾名思义,结构简单没有电刷,制作工艺简洁,依然能够实现华丽的旋转。实在是居家旅行,装x卖萌, 必备良品!那么……在哪里才能弄得到呢?啊!各位看官运气真好,我们这里正好有一个教程。

1 工具和材料

● 老虎钳● 尖嘴钳(如果你觉得光用手就能扳动铜丝,请自动无视以上两种工具)○ 五号电池(又称为AA电池)○ 钕铁硼磁体(目前世界上磁性最强的永磁体,不过很便宜)○ 铜丝(五金店、线缆店、电子市场有售)


2 三步走

果壳DIY告诉你,制造自己的小电机,拢共分三步:

1 将钕铁硼磁体吸到五号电池的负极上(有兴趣也可以试试换个方向,主要是负极面积大比较方便处理)。

2 将铜丝弯折成任何你想要的形状,不过必须符合以下条件:1)以铜丝中部和五号电池的触点为分界点,两侧的转矩一样大。(高中物理知识忘光了没?最简单的方法是将两侧的形状做成沿旋转中心对称的;否则就需要分别计算两侧的转矩。如果将半边铜丝切成1mm长的小段,则每一小段的转矩=该段铜丝的质量X旋转半径。要准确计算出这半根铜丝的转矩,就需要计算出所有小段的转矩,然后求和。这个过程也就是各位大学生朋友们深恶痛绝的微积分过程啦!只要牢记这个条件,就可以将铜丝的两侧做成形状不同的样子。注意:两侧铜丝的长度相同,也就是质量相同时,并不能保证转矩也相同。)2)铜丝的两端要能够和钕铁硼磁体一直保持接触。

3 将铜丝如图所示放到五号电池上

3 怎么样,转起来了么?这个DIY制作耗时短、易操作、花费少、效果赞,实乃吹牛装X的不二选择。不过,相信我,你还会需要读完后半篇文章,从而更进一步地装X、装更深层次的X。想象一下,当你在朋友(包括但不限于男/女朋友)面前SHOW完了这个小电机之后,TA忽然不识时务地问了一句:这跟铜丝为什么会转起来呢?此时你有两种选择:A怒斥这位朋友,扼杀TA的好奇心以掩饰你对这个问题的茫然B 继续阅读由果壳DIY为你提供的解说,然后诲人不倦去吧!依然是高中物理。当电子在磁场中运动的时候,会受到一个同时垂直于磁场方向和电子运动方向的力,称为洛伦兹力。这个单极电机就是依靠洛伦兹力来转动的。请看下图

红色的封闭线是磁感线,描述了钕铁硼磁铁(在某一个截面上)的磁场分布。其上每一点的切线代表了该点的磁感应强度方向。蓝色的是电流方向,电流从电池正极流出,通过铜丝左右两侧分别流向负极。运用左手定则,可以判断通电的铜丝在磁场中受力的方向:绿色的 和×表示了铜丝上该点的受力方向, 表示受力方向垂直屏幕朝向读者,×表示受力方向垂直屏幕朝向屏幕背面。仔细观察绿色的 和×,很容易发现,以铜丝在电池上的支点为界,左半边铜丝受力方向均为×,右半边铜丝受力方向均为 ,所以铜丝就转起来了。一个有趣的事实是,当你把电池倒过来放,铜丝就会逆向旋转(见视频)。不改变电池的方向,把磁铁翻个面贴在电池底下,也有同样的效果。如果电池和磁铁都反过来,那么铜丝的旋转方向不会变化。赶紧试试吧~ 也可以尝试用前文中的方法再分析一下,看看为什么旋转方向会反过来呢?

4 后记

文中的图片均来自 维基百科铜丝版胖兔子是由果壳网手工达人 @太嘎米 亲手制作,并由美女编辑(简称美编)@V 晶V拍摄制作成视频的,在此鸣谢!网络上流传的单极电机制作教程,据@天蓝提琴 所知,最早在2007年1月份出现在 dangrouslyfun.com 上(顺便说一句,这篇神奇的文章在2011年9月4日居然还有人回复……)。三年之后Hackaday做过一个单极电机的 视频合集 。还有其他形式的单极电机哦,比如这个电池做定子(固定不动),磁铁作转子(电机中的旋转部分)的。

 

 

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channelId 1 1 单极电机:旋转的胖兔子 1 普通电机是用N种不同的材料,再加上复杂设计,自己制作七七四十九日恐怕都不成,工艺复杂,还可能装x不成。我们的兔型单极电机是用电池、铜线、磁铁、加上一点点创意制做而成,不需冷藏,也没有防腐剂,除了显示牛x之外,样子还很萌。