单极电机：旋转的胖兔子
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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.
单极电机：旋转的胖兔子
标签：
电机
旋转
兔子
| 发表时间：2011-09-08 16:56 | 作者：(author unknown) zym
出处：http://www.guokr.com/
| 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。
双向电梯
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。
而instructables上的牛人居然还做了个 五级变速版本
作为光荣的果壳网读者，想必你有更好的创意吧~ 那就赶紧向果壳diy的编辑@灰色泰迪熊 投稿吧! 投稿邮箱：[email protected]
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