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高速でハイテクな低コストの電気モーター構造
Aug 22, 2017

円筒形の磁石とねじとの組合せが電池の端子から吊り下げられ、他方の端子との導通接続が行われると、この組立体は回転し始める。 それは最も簡単なだけでなく、構築する最も速い電気モーターでもあります。

電気モーターは、コイル状のワイヤーとマグネットの複雑なシステムとして大部分が見られます。 複雑なものから複雑なものを期待するので、無生物から何かを動かす可能性に驚くことはありません。    驚きと魅力を感じるのは、専門家の間だけでなく、目の前にモーターがバッテリー、スチール    ねじまたは釘、円筒状の磁石および短いワイヤーを含み、回転する。 マグネットは、その魅力的な力によって、ローターを作るためにスクリューに取り付けられ、それ自体が磁化されたスクリューがバッテリーポールから吊り下げられる。 2つの建設的な運動が図示されている:一方では、磁石はモータの必須部分を一緒に保持し、他方では、ロータとバッテリとの間に低摩擦接続を提供する。 ロータの反対側の軸受は重力によって補償され、ロータが垂直に維持され、エアベアリングが形成されるため、できるだけ低い摩擦が発生する。 図1の例では、表面にクロムメッキされた非常に強いネオジム磁石(NeFeB)が使用されているため、電流が流れる。

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手は残りの構造を提供する:一方の手は現在の運搬ワイヤの端を第2の電池極に押し、他方の手の親指と指は注意深く磁石の他方の端を保持し、滑り接触。

最後に、磁石とねじからなる回転子は、2つの本質的な物理的機能を提供する。第1に、モータに必要な磁場を提供し、第2に、1つのバッテリ極からワイヤを通って他のものに電流を導く。 電気エネルギーを機械エネルギーに変換するために、一方向の磁気吸引力を連続的な運動に変換するか、別の方法で置き換えるには、それ以上のものは必要ありません。

この構造は、それが実際に機能すると信じるために試されなければならない。 試してみたモーターとの違いは大きすぎます。 この構造は、第2の磁界を生成するために使用されるコイルだけでなく、正しい瞬間に電流の方向を反転させる整流子も欠いている。

しかし、すべての電流が磁場の影響を受け、この影響が電流に比例することを覚えていると、説明はより明確になります。

バッテリからケーブル、磁石、およびネジを通ってバッテリに流れる非常に大きな電流は、シリンダ磁石の磁場を通さなければならない。 マグネットからの磁場の電流および方向に対して直角のローレンツ力が生成される。 力の方向は右手のルールによって与えられる。

電流の力は、シリンダ磁石を回転させるトルクに変換される。 アセンブリの対称性は回転の影響を受けないので、連続的な回転が生じます。

この効果は単なる原理ではなく、非常に速い    回転は、ほぼ短絡回路によって生成される大きな電流と磁石の大きな磁界強度に起因する。 ネジの先端とバッテリとの間、および磁石と軽く接触するワイヤとの間の低摩擦もまた重要である。

このおもちゃの建設と低消費電力の形態は、実用的なアプリケーションを持っていないことを意味します。 これは、最も古いタイプの電気モーター、すなわちBarlow Wheelの原理を示しています。 Barlow Wheelは1822年にPeter Barlow(1776-1862)によって発見されました。 これは、連続的に流れる電流と結果的に連続的な動きからなる。

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3は、Barlowの構築例を示しています。 それは、水銀浴に直角に接触して接触する回転板からなる。 導電性と液体の両方である水銀は、回転するホイールに対して低摩擦接続を提供する。 この図では、ホイールはさらに摩擦を減らすために星形をしています。 ホイールは、馬蹄形磁石によって生成された磁場を通って回転する。 私たちのフリーハンドモーターとは対照的に、現行のホイールとマグネットは分離されています。    私たちのモーターとBarlowのホイールは、モノポーラまたはユニポーラと呼ばれる初期の電気モーターに属します。

結論

現代の材料の助けを借りて、電気モーターの最も古い原理は、裸のバンドを使用して数秒で明らかになり、電気エネルギーの機械的エネルギーへの変換を示しています。

補遺:

もう1つのモーター設計はスウェーデンのPer-Olof Nilsson(パーソナルコミュニケーション経由)に由来しています。 利点は、全体の構造を保持する必要はないということです。 しかし、これは実際の実践実験ではありません。