單極電機：旋轉的胖兔子手工電子DIY教程

DIYer: GuokrDIY 製作時間: 10分鐘 製作難度: ★★☆☆☆ GEEK指數: ★★★☆☆普通電機是用N種不同的材料，再加上覆雜設計，自己製作七七四十九日恐怕都不成，工藝複雜，還可能裝x不成。我們的兔型單極電機是用電池、銅線、磁鐵、加上一點點創意製做而成，不需冷藏，也沒有防腐劑，除了看着牛x之外，樣子還很萌。通常，嘗試自己製作普通電動機的人，幾日之內便會興致全失，效率驟降，胡思亂想，幾乎走火入魔，最後計劃擱置不再往前。沒有錯！而我們要做兔型單極電機，顧名思義，結構簡單沒有電刷，製作工藝簡潔，依然能夠實現華麗的旋轉。實在是居家旅行，裝x賣萌， 必備良品！那麼……在哪裏才能弄得到呢？啊！各位看官運氣真好，我們這裏正好有一個教程。 

 

1   工具和材料

● 老虎鉗

● 尖嘴鉗

（如果你覺得光用手就能扳動銅絲，請自動無視以上兩種工具）

○ 五號電池（又稱爲AA電池）

○ 釹鐵硼磁體（目前世界上磁性最強的永磁體，不過很便宜）

○ 銅絲（五金店、線纜店、電子市場有售）

 

2   三步走果殼DIY告訴你，製造自己的小電機，攏共分三步：

1 將釹鐵硼磁體吸到五號電池的負極上（有興趣也可以試試換個方向，主要是負極面積大比較方便處理）。

2 將銅絲彎折成任何你想要的形狀，不過必須符合以下條件：

1）以銅絲中部和五號電池的觸點爲分界點，兩側的轉矩一樣大。（高中物理知識忘光了沒？最簡單的方法是將兩側的形狀做成沿旋轉中心對稱的；否則就需要分別計算兩側的轉矩。如果將半邊銅絲切成1mm長的小段，則每一小段的轉矩=該段銅絲的質量X旋轉半徑。要準確計算出這半根銅絲的轉矩，就需要計算出所有小段的轉矩，然後求和。這個過程也就是各位大學生朋友們深惡痛絕的微積分過程啦！只要牢記這個條件，就可以將銅絲的兩側做成形狀不同的樣子。注意：兩側銅絲的長度相同，也就是質量相同時，並不能保證轉矩也相同。）

2）銅絲的兩端要能夠和釹鐵硼磁體一直保持接觸。

3 將銅絲如圖所示放到五號電池上

 

3   怎麼樣，轉起來了麼？這個DIY製作耗時短、易操作、花費少、效果贊，實乃吹牛裝X的不二選擇。不過，相信我，你還會需要讀完後半篇文章，從而更進一步地裝X、裝更深層次的X。想象一下，當你在朋友（包括但不限於男/女朋友）面前SHOW完了這個小電機之後，TA忽然不識時務地問了一句：這跟銅絲爲什麼會轉起來呢？

此時你有兩種選擇：

A怒斥這位朋友，扼殺TA的好奇心以掩飾你對這個問題的茫然

B 繼續閱讀由果殼DIY爲你提供的解說，然後誨人不倦去吧！

依然是高中物理。當電子在磁場中運動的時候，會受到一個同時垂直於磁場方向和電子運動方向的力，稱爲洛倫茲力。這個單極電機就是依靠洛倫茲力來轉動的。請看下圖紅色的封閉線是磁感線，描述了釹鐵硼磁鐵（在某一個截面上）的磁場分佈。其上每一點的切線代表了該點的磁感應強度方向。藍色的是電流方向，電流從電池正極流出，通過銅絲左右兩側分別流向負極。運用左手定則，可以判斷通電的銅絲在磁場中受力的方向：綠色的•和×表示了銅絲上該點的受力方向，•表示受力方向垂直屏幕朝向讀者，×表示受力方向垂直屏幕朝向屏幕背面。仔細觀察綠色的•和×，很容易發現，以銅絲在電池上的支點爲界，左半邊銅絲受力方向均爲×，右半邊銅絲受力方向均爲•，所以銅絲就轉起來了。一個有趣的事實是，當你把電池倒過來放，銅絲就會逆向旋轉（見視頻）。不改變電池的方向，把磁鐵翻個面貼在電池底下，也有同樣的效果。如果電池和磁鐵都反過來，那麼銅絲的旋轉方向不會變化。趕緊試試吧~ 也可以嘗試用前文中的方法再分析一下，看看爲什麼旋轉方向會反過來呢？ 

4   後記文中的圖片均來自 維基百科

銅絲版胖兔子是由果殼網手工達人 @太嘎米 親手製作，並由美女編輯（簡稱美編）@V 晶V拍攝製作成視頻的，在此鳴謝！

網絡上流傳的單極電機制作教程，據@天藍提琴 所知，最早在2007年1月份出現在 上（順便說一句，這篇神奇的文章在2011年9月4日居然還有人回覆……）。三年之後Hackaday做過一個單極電機的 視頻合集 。

還有其他形式的單極電機哦，比如這個電池做定子（固定不動），磁鐵作轉子（電機中的旋轉部分）的。

而instructables上的牛人居然還做了個 五級變速版本

作爲光榮的果殼網讀者，想必你有更好的創意吧~ 那就趕緊向果殼diy的編輯@灰色泰迪熊 投稿吧! 投稿郵箱：