學生黨法拉第發明了它把老師氣到內傷…… | 科學DIY_風聞

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原標題：學生黨法拉第發明了它把老師氣到內傷，200年後許多人卻不知它叫什麼 | 科學DIY

在網上你很可能看過很多人制造這種簡單的電機。

但是他們都忽略了這種電機的發明人，和它背後的有趣故事。今天我們就來介紹一下，單極電動機的製作變式，和它的發明史。

關鍵概念

單極電動機

材料和操作

一節電池

銅電線

釹（nǚ）磁鐵（在購物網站搜釹磁鐵，5塊錢能買到20個5*2mm的）

鐵製/鋼製螺絲（可選）

製造過程很簡單，把電線拗成各種可愛的形狀，把釹磁鐵放到電池的一極上，最後用銅電線連接磁鐵和電池的另一極就可以了。

它的3種基本變式——

加了花以後：

原理

我們製造的，是一個單極電動機（Homopolar Motor）。

單極電動機是邁克爾·法拉第（Michael Faraday）在1821年發明的，它可能是世界上最簡單的電動機了。

20英鎊的紙幣上印的是法拉第的頭像和他的用蠟燭進行科普的場景

@Bank of England

簡單來説，單極電動機運用的是弗萊明左手定則（電動機定則）以及洛倫茲力。

越過這些學術名詞，用5歲小朋友能聽得懂的語言解釋的話呢，當電流通過一根在磁場裏的電線時，就會自動受力。

這個受力方向，可以用弗萊明左手定則判定。

弗萊明左手定則

如圖所示，如果食指指的是磁場的方向，中指指的是電流的方向，那麼受力方向就是大拇指的方向。

一個典型的單極電動機的電流方向（藍色），磁場方向（紅色），以及受力方向（綠色，X表示從你向紙，點表示從紙向你）。

一個典型的單極電動機的銅線圈左上水平方向的導線的受力如上圖所示。你可憑藉這一點推算線圈上每一點的受力方向，以及線圈的轉動是順時針，還是逆時針方向。

單極電動機的實際用處不大，因為它耗電量太大，因此效率不高。在我們的實驗裏你就可以親自測試這一點。一般來説，一塊電池這樣玩下來，沒幾分鐘就會沒電了。

但是，釹磁鐵的用處就比較大了。釹磁鐵是由釹、鐵、硼形成的四方晶系晶體，是在1982年由日本住友特殊金屬的佐川真人發現的。

我們生活中的電子設備常會用到釹磁鐵。

比如，硬盤、DVD、耳機、混合動力車的的車輪都會採用釹磁鐵這種永磁體（能夠長期保持磁性的磁體）。

説起單極電動機的發明過程，也有一個有趣的故事。

漢弗裏·戴維（Humphry Davy）

1821年，法拉第的導師，無機化學之父漢弗裏·戴維（Humphry Davy）想要根據丹麥物理學家漢斯·奧斯特（Hans Christian Ørsted）發現的電磁現象製造電動機，但是沒有成功。

法拉第在1821年發明的單極電動機

戴維於是挑戰法拉第，想不到法拉第作為一個學生，卻發明了單極電動機，這讓戴維非常嫉妒，導致師生關係變差。

法拉第在很長時間裏沒有做電磁學的研究，據説就是因為這個原因。