2014年1月23日木曜日

【フリエネ】 ボールベアリングモーターが回るっていう謎 (その1)

フリエネ業界の用語で「ボールベアリングモーター」という謎のモーターがあります.ボールベアリングモーターの仕組みはこの図ですべて描かれています.後ろの四角い箱は、自動車の鉛バッテリーです.金属のシャフトをボールベアリングで両持ちし(片持ちでもいいらしい)、ベアリングにバッテリーを直結.数10Aの大電流がガーッと流れると、なぜか棒がクルクルと回転するという.信じるか信じないかはあなた次第......
原理的に回るわけないだろと思っていたのですが、実験された方がこちらのページでレポートしていて、ホントにグルグルと回っています.えーっどうして? このビデオは金属シャフトではなくて、もっと短い棒で実験していますが、原理は同じです.回る回る.   http://abcdefg.jpn.org/makafushigi/ballbearingMotor/cc.html
この実験者は、いろいろな条件でボールベアリングモーターを試験していて、様子がよくわかる実験になっています.すばらしい.


ボールベアリングモーターの回転には、ちょっと変わった特徴があります.
・自力では起動しなくて、手でちょっと回してやると回り続ける
・回る方向は、どっちでもいい

回転方向にこだわりがないとは不思議です.

それと不思議なのは、金属シャフトは周囲の空間・物体の何に対する推力を得ているのでしょうか?

でも回るわけがない物が回っている.う~んと考えて、これはシャフトが回転しているのではなくて、ボールが転がっているのではないかと考えてみました.
電流と磁界を描いてみました.金属シャフトの電流が作る円形磁界が青色です.ボールベアリングを通って出て行く電流が作る円形磁界が赤色です.これらの相乗効果だと、とりあえず図の右向きの力が発生すると思いますが、ボールを回転させる力ではありません.ボールを回転させる電磁力は見いだせませんでした.止まってると回転しないのだから、まぁこれはあたりまえの結果ですが.
ちなみに、電圧が超低いので電界の作用は無視して良いでしょう.反対に電流がバカでかいので、磁界の作用を考えればよいと思います.

勢いをつけるとクルクル回るとのことですから、ボールベアリングの表面に発生する渦電流が、上記の青色の磁界と作用して、ボールの回転を促進するのだと推測します.今度は渦電流を考慮してモデルを考えてみようと思います.

渦電流ってどうゆう風にできるんだったかな?

かしこ

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12 件のコメント:

  1. ソニーOB:佐藤2014年1月24日 1:36

    渦電流はかかった磁場に対抗する方向に磁界を発生させる電流渦です。
    だから透磁率と導電率に比例して渦電流が大きくなるのかな?
    関連項目としてはアラゴーの円板というのもありますね。
    同期機の原理だったかな?

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    1. いまうーんと考え中ですが、ボールが回るような力を発生させうる電流がなんかみつかりません.うーん、、

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  2. 状況を質問しようと思っていました。
    まず、シャフトの間隔、次にどちらにでも回るのか、もう一つはバッテリーを片側のベアリングに近づけ、片側の線を1個目のベアリングに接続し長い方を出来るだけシャフトに近づけながら1周回してはじめの接続点と同じ角度に付けるんです。(最後のは電線によるループ面積を小さくして打ち消すためです)

    しかしはじめの2項目から、こればベアリングに一番きつい方法で、10分ぐらいしか回せないんではと思います。

    原理は電流が流れボールの接触面が加熱されて膨張し、径の小さい方に転がろうとし、
    それが最初の勢い付けで、連続して回転するんですが、ボールには加熱スポット痕が増えて、ガリガリに成り、寿命は?なんです、

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    1. シャフト間隔には無関係らしいです.
      最初に勢いをつけた方向へどっちにでも回るです.

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    2. わたしは電磁的現象と決めつけてしまいましたが、ボールの熱膨張説は斬新で素晴らしいと思います.

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    3. ローレンツ力など磁力に関係するなら、方位磁石を近づけて確認できます。

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    2. 熱膨張が原理かもしれません。しかし、電磁現象も捨てきれません。厳密にローレンツ力の発生する4つのモードを調査しました。

      https://www.youtube.com/edit?video_id=DD2WlDdAX90&video_referrer=watch

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  4. 平坂久門様
    ベアリングモーターに関する現在の考察しました結果をお知らせいたします。
    https://www.youtube.com/watch?v=-IhGpjgka9o

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  5. 電流と残留磁束は回転トルクkを生じることを発見しました。ウィキペディアに,ローレンツ力とする見解を載せていただきましたので,見ていただけるなら幸いです。

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  6. 電界の作用は無視できません。剛球内,および内輪内を流れる電流経路は,それぞれの導体内の電界に対して垂直に流れることになります。

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