単極モーター

何で回るのか結論をだそう。

http://www.youtube.com/watch?v=3aPQqNt15-o&mode=related&search=
http://202.250.123.44/FLV/uniPolarMotor/default.html

２get
「ホモ」ポーラって「ユニ」ポーラや「モノ」ポーラじゃだめなの？

目子筋ナメター

>>2
何でもいいんじゃない？


結局フレミングで回るんじゃないよね？全部くっついてるし。

何が不思議なのか分からない。
普通だろ。

>>5
なんでまわるの？

普通にフレミングの法則で回るんだろ。くっついてるかどうかなんて関係ない。

回転の反作用がどこに行ってるのかがよく分からない･･･。

回ってない部分があるだろ。電池も電極も全部くっつけると (もちろん全体は回るようにしておく)
回らないよ。

固定された部分の電流と磁石の相互作用ってこと？

いや、単に回路全体に働くモーメントは 0 になるってだけのこと

「回路全体に働くモーメントがゼロ」って
条件だけではモータは回らないでしょ？
どうやって回ってるかが知りたいのだけど。

だから、それはフレミングの法則だってば。

１モーメントは机に吸収されてればいいだろ。地面を真下に蹴って地球が動いてる事が分かるか？
２電磁場に運動量が有る事は知ってるか？

>>7
上の動画のほうはフレミングの法則では
回らなくないか？

なぜ?

ぶっちゃけ幾何学の問題だな。幾何学得意な人に簡単な形に射影してもらえ。

>>16
磁石の磁界は地面に対して垂直じゃん。

なわけないだろ。

垂直だとなにが問題なのかな?

>>13
だから、それは「ネジを流れる電流」じゃなくて「銅線を流れる電流」との相互作用なの？

ネジを回すのはネジに流れる電流に働く力に決まってるじゃないかw

>>22
そのトルクは磁石に働くトルクとキャンセルするので回りません

磁石にどういうトルクが働くというのかな?

磁石を、円形のコイルに電流が流れている状態、とモデル化したときに、この
コイルを中心軸の周りにまわすトルクって、どういう磁場が働いたら生じるのかな?

>>24
ヒント：反作用

反作用じゃ答えにならないだろう。
電流に力を及ぼすのは磁石じゃなくて磁場なんだから。

磁場は運動量を持っていて、作用反作用の関係が有る事は知ってる？

磁場は運動量を持たないなw
電磁場は持つけど。

それから、電磁場が運動量を持つことを知っているなら、なおさら「反作用」じゃ答えに
なってないことに気付くべきだが。

もう一度聞くが、君の言う「磁石に働くトルク」はどのような場の分布によって生じるのかな?

磁場に運動量って･･･

輻射の反作用でモータが回転するとでも思ってるのか？

モーターの回転に見合うほどの運動量をもった輻射なんて当然非現実的だわな。
で?

>>32
んじゃ電磁場の運動量なんか考える必要ないね。
磁石と電流（回路）の運動量交換で十分。

円形の (あるいは円筒状の) コイルで磁石をモデル化したとき、このコイルを中心軸周りに
回転させるような力が働く場は何か、を考えると

コイルは電気的に中性だから電場は関係ないし、磁場による力は電流に垂直に働くから
コイルを (中心軸周りに) まわすことは不可能だな。

そんな場はない、ということがわかる。

>>33
もちろんそれでいいけど、それじゃ「コイルに働くトルク」の説明にはなってないだろう。

>>35の「コイルに働くトルク」は「磁石に働くトルク」の間違い。「コイル」はあくまでも一つのモデルだからね。

例えば二つの電荷 Q, q を距離 r を隔てて置くと、

　　　Qが (Qの作る電場が) q に及ぼす力　：　f1 = k・Qq/r^2
　　　qが (qの作る電場が) Q に及ぼす力 　：　f2 = -k・Qq/r^2　　　(k = 1/4πε0)

となって、f1とf2は互いに作用・反作用の関係にあるわけだけど、f1、f2 どちらも「電場が電荷に
及ぼす力」として説明できるよね。

　　f2 は f1 の反作用だから f2 = -f1 = -k・Qq/r^2

というのは別に間違ってないけど、もしこの f2 を「電場が電荷に及ぼす力」として説明できないと
したらおかしいと思わないかね?

age

.

>>37
をを、割と高級な初心者的疑問だ。本当に自分で考え付いたのか？

いや別に疑問を持ってるわけじゃないのだが。

> qが (qの作る電場が) Q に及ぼす力 　：　f2 = -k・Qq/r^2　　　(k = 1/4πε0)

これに相当する部分を示せないのに「反作用だから」で済ませてしまえる頭 (>>26とか>33とか)には疑問を感じるが。

これ、ファインマン物理学の日本語版�Vの「17-2”磁束規則”の例外」に答えが出てるじゃん

F = q (E + v × B)
 
円盤でも円柱でもいいが、
円の中心から外周へ電荷qが速度ｖで進むと、円の中心軸方向に通ってる磁場Bを切って回転方向に力Ｆを生じる。
ここで肝心なことは、磁石が回転してても磁場が一緒に回転しないってこと。場に速度の概念はない。

電流は導線から磁石の上面（ネオジム磁石は金属で覆われている）を通ってねじに向かっているが、
磁石の上面に流れる電流は磁石の磁場を受けてトルクが働く。
>>42 の通り。
しかし、磁石の上面に流れる電流は磁石にトルクを及ぼさない。
作用反作用の法則は使えないようだ。

物理教育, Vol.55, No.2, 141-144 (2007)に答えが出ている。

そりゃ、電流にトルクを及ぼすのは磁石じゃなくて磁場だからな。
そして磁場は同時に回路の他の部分 (電池から磁石に伸びる導線) の電流にもトルクを及ぼす

回路全体に働くトルクは 0 となるから、磁場に働くトルクの合計も0
作用反作用の法則はちゃんと成り立っている。

「作用反作用の法則」の定義によるのかな。
磁石の上面を流れる電流と磁石の二つだけの系を考えると、
作用反作用の法則は成り立たないのでは。
（もちろん系全体を考えればトルクは0になるが。）
その原因は電流の一部しか考えていないことらしい。
電流の一部というのはありえないので。

>>45
> 磁石の上面を流れる電流と磁石の二つだけの系を考えると、

そりゃ磁場を考えてないからだろう。

「磁石の上面を流れる電流と磁石の二つだけの系」というのは、
磁石の上面を流れる電流による磁場も考えてのこと。
これを考えても磁石にはトルクを及ぼさず、作用反作用の法則は成り立たない
ように思えるが。

だから電流に力を及ぼしてるのは磁石じゃなくて磁場
反作用が働くのも磁石じゃなくて磁場

磁石に反作用が働く必要はない。

つまり、「磁石の上面を流れる電流と磁石の二つだけの系」を考えると、
この電流にはトルクが働くから、逆向きのトルクが磁場にかかっている、
ということを言いたいのだな。
しかし、逆向きのトルクが磁場にかかっているなら、磁場の角運動量は
増加しなければならないが、そうはなっていないのではないか？

そりゃ部分系で考えてるからだろ。「だけの系」を考えてるのに角運動量が保存すると思うのが悪い。

通常「だけの系」を考えても角運動量は保存するのではないか？
例えば荷電粒子が多数ある場合の2個だけを考えるとか。
万有引力でも同様。
やはり電流の場合の特殊性で、電流の一部分というものがありえないからではないか。

ある系で角運動量は保存するのは、その系の外との角運動量のやり取りがない場合

ちょっと説明がまずかったようだ。
「だけの系」というのは、荷電粒子の例で言うと、まさに2個だけの系を考える。
他の粒子はないものと考える。
このときは外との角運動量のやり取りはないから角運動量は保存しなければならない。

話を元に戻すと、まさに、「磁石の上面を流れる電流と磁石の二つだけの系」
を考える。このとき、角運動量は保存しなければならないように思うかもしれないが、
保存しない。これは、電流の場合の特殊性で、電流の一部分というものがありえない
からではないか、という意味。

> 「だけの系」というのは、荷電粒子の例で言うと、まさに2個だけの系を考える。
> 他の粒子はないものと考える。
> このときは外との角運動量のやり取りはないから角運動量は保存しなければならない。

そんなものを考えても今の問題とは関係ないのだから無意味だろう。

磁場は回路の他の部分 (電池から磁石に向かう導線) にもトルクを及ぼすのだから、
それを無視したら角運動量が保存しないように見えて当然だ。

> 磁場は回路の他の部分 (電池から磁石に向かう導線) にもトルクを及ぼすのだから、
> それを無視したら角運動量が保存しないように見えて当然だ。

これはちょっとおかしいのでは。
「荷電粒子の場合、2個以外にもトルクを及ぼすのだから、
　それを無視したら角運動量が保存しないように見えて当然だ。」
と言っているようなものではないか。
2個しか考えないのであれば、角運動量は保存しなければならないのでは。

大野菜協会、長期間の研究の末「３ｍの巨大サツマイモ」の栽培に成功。しかし、ちんこに似ていたため非公開に。【画像あり】

日本大野菜協会が2002年に特別チームを発足し、5年の歳月を費やし、3ｍもの巨大サツマイモの栽培に成功した。
しかし、それが一般に発表される事はなかった。
その理由は栽培された巨大サツマイモがあまりにも男性器に酷似していたためである。
大野菜協会会長は「5年の歳月と沢山の経費をかけて作り出した大作といえるものだし、一般の方々にも見てもらいたい…が、ここまで酷似していてはコレを発表することは出来ない。我々にも恥がある。」
と、肩を落として語った。
長い歳月に渡り研究に研究を重ね、苦労の末栽培された世紀の大サツマイモは性器に似た大サツマイモになるという悲しい結末で幕を閉じた。

http://society6.2ch.net/test/read.cgi/river/1188899832/

>>52
電池つないでることを、何故か考慮に入れてないﾚｽが多いよねｗ

>>55
>これはちょっとおかしいのでは。
>「荷電粒子の場合、2個以外にもトルクを及ぼすのだから、
>　それを無視したら角運動量が保存しないように見えて当然だ。」
>と言っているようなものではないか。
何がちょっとおかしいのか全然わからないんだけど。いやまじで

>>57
「磁石の上面を流れる電流と磁石の二つだけの系」をなぜ考えているかというと、
磁石による磁場によって、磁石の上面を流れる電流にトルクが働くにもかかわらず、
磁石の上面を流れる電流による磁場によって、磁石にトルクが働かないのは、
作用反作用の法則を満たさないので、不思議だ、面白い、
と思ったからである。
そして、>>43 の発言となった。

作用反作用の法則が働かないわけないだろ。上に何度も書いてるぞ

>>58
荷電粒子2個を考える。一般にこの2個が外部の荷電粒子にトルクを及ぼすし、
外部の荷電粒子はこの2個にトルクを及ぼす。
しかし、もし荷電粒子2個だけしかなければ、これらのトルクはない。
このとき、荷電粒子2個の系は、角運動量が保存するだろう。
逆に外部に荷電粒子があれば、一般に角運動量は保存しないだろう。

>>60
> 作用反作用の法則が働かないわけないだろ。上に何度も書いてるぞ

では、「磁石の上面を流れる電流と磁石の二つだけの系」において、
作用反作用の法則を説明してください。

>>59
電流がつくる磁力線と、電流と直角方向の磁石のつくる磁力線を重ね合わせれば、
磁力線の密な側と疎な側が出来て、密な側から疎な側にトルクがかかる様子がわかると思うが。

その反作用分は、電池をつないで電荷を運動させる（電流ってことだな）で補ってる訳だが。

>>61
>もし荷電粒子2個だけしかなければ
前提が変わってるやんけ。「荷電粒子が多数ある場合の2個だけを考える」んじゃ
なかったのか？

>>63
> その反作用分は、電池をつないで電荷を運動させる（電流ってことだな）で
> 補ってる訳だが。

それは変ではないか？
作用　：電荷を運動させる電池 ---> 磁石の上面を流れる電流
反作用：磁石の上面を流れる電流 ---> 電荷を運動させる電池
ということになるのか？

磁石の上面を流れる電流に働く力は、磁石による磁場によってであろう。

>>64
> 前提が変わってるやんけ。「荷電粒子が多数ある場合の2個だけを考える」んじゃ
> なかったのか？

「荷電粒子が多数ある場合の2個だけを考える」は、>>51 の発言である。
>>53 で訂正したつもりだった。

>>65
>>磁石の上面を流れる電流に働く力は、磁石による磁場によってであろう。 
正しくは電流の生み出す磁場と、磁石による磁場によって力が発生する。
電流の単位がそれで決められてるから。

そして、反作用である逆起電力に負けないように電池をつないで電流を流す。

>>67
> 正しくは電流の生み出す磁場と、磁石による磁場によって力が発生する。

「磁石の上面を流れる電流」による磁場によって、「磁石の上面を流れる電流」
に及ぼす力は内力であり、正味の力にはならないのではないか。

>>67
> そして、反作用である逆起電力に負けないように電池をつないで電流を流す。

では別の説明をしてみよう。
単極モーターを動かないように固定しておく。
これでも磁石の上面を流れる電流にはトルクが働くから、
その反作用があるはずである。
ということは逆起電力が発生することになってしまう。
しかし、回転していないのだから、逆起電力は発生しないのではないか。

>>55
> これはちょっとおかしいのでは。

何がおかしいのか全くわからん。

単極モーターという全体系 (電池や導線、周りに形成する場まで含めた全部の系) の中から

　　・磁石
　　・磁石の中の電流
　　・磁石の作る磁場

という一部だけを抜き出した部分系で考えるなら、磁場はその系の外 (導線を流れる電流) にトルクを
及ぼすのだから、部分系の角運動量が保存しないのは当然だ、と言っている。

> 2個しか考えないのであれば、角運動量は保存しなければならないのでは。

なぜ「荷電粒子2個の場合」にこだわるのかさっぱりわからん。>>54でも述べたが、単極モーターの
問題と全く無関係だと思うのだが。

>>54は

　　　「部分系が外部にトルクを及ぼしている場合」に「その部分系の角運動量は保存しない」

と言っているのに、何で

　　　「荷電粒子2個の系が外部にトルクを及ぼさない場合」に「その系の角運動量が保存しない」

と言ったことになるのか、さっぱりわからない。

>>68
なんで内向きになるんだ？接線方向だよ。重ね合わせの原理で場を重ねてみなｗ

>>68
トルクが掛かってても、廻り始めないなら逆起電力は発生しないのは
仕事してないから当然だけど？

もしかして、電池や支えの台側に反対のトルクや角運動量が掛かることを知りたかったのか？

にしても、人類が最初に発明したモーターがこのタイプなんて

>>69
>>54には以下のように書かれている。
> 磁場は回路の他の部分 (電池から磁石に向かう導線) にもトルクを及ぼすのだから、
> それを無視したら角運動量が保存しないように見えて当然だ。

この部分は、物理現象としては正しい。しかし、最後の「当然だ」というところに引っかかっている。
こういうことが起こるのは、前から言っているように、電流の特殊性で、電流の一部というものが
存在し得ないからこそのことである。
では、存在しうる場合にはどのようになるかを理解してもらうために、荷電粒子の系を挙げている。
この場合には、電流の場合とは違った結果となる。
しかし、これが基本であり、これが当然の結果である。
電流の場合は特殊であり、当然ではない。

>>70
> なんで内向きになるんだ？接線方向だよ。重ね合わせの原理で場を重ねてみなｗ

「内力」というのは内向きを意味するのではない。
力学をよく復習しておきましょう！

>>71
> トルクが掛かってても、廻り始めないなら逆起電力は発生しないのは
> 仕事してないから当然だけど？

反作用があることは認めるんだろう？
そうすると、>>67において、「反作用である逆起電力」と書いてあったから、
逆起電力が発生することになってしまうではないか。

>>73
多電荷系の中の２電荷を考えているのではなく、真に２電荷のみの系で角運動量が
保存しないのが当然だなんて誰も言ってないから、安心しろ。

54は単極モーターの話に対して
> 磁場は回路の他の部分 (電池から磁石に向かう導線) にもトルクを及ぼすのだから、
> それを無視したら角運動量が保存しないように見えて当然だ。
と言っているのでしょう？ それとはまったく関係のない２電荷系の話を持ち出して
反論されても、「何言ってんの？この人」という評価にしかならない

>>76
了解。

>>68
>「磁石の上面を流れる電流」による磁場によって、「磁石の上面を流れる電流」
>に及ぼす力は内力であり、正味の力にはならないのではないか。
そのとおりだが、
>>>67
>> 正しくは電流の生み出す磁場と、磁石による磁場によって力が発生する。
とは何の関係もない話だよな

>>78
>>63で、「磁石の上面を流れる電流と磁石の二つだけの系」を考えているのか、
「単極モーター全体」を考えているのかによる。
>>68では、「磁石の上面を流れる電流と磁石の二つだけの系」を前提として
いると思ったので、これにしたがって答えた。

もし「単極モーター全体」を考えるのであれば、以下のような説明になる。
「磁石の上面を流れる電流」には磁石による磁場以外に、「磁石の上面を流れる電流」以外の
電流による磁場から力を受ける。<---この場合、>>67の「正しくは電流の生み出す磁場と、
磁石による磁場によって力が発生する。」の表現は正しい。
ただしこれは通常小さな効果でしかない

>>79
>>67は>>65の
>磁石の上面を流れる電流に働く力は、磁石による磁場によってであろう。
に対する突っ込みの部分だから
>「磁石の上面を流れる電流と磁石の二つだけの系」を前提
でいいと思うぞ。>>78もその前提での指摘だよ

もっとも、>>67のように「磁場によって磁場が受ける力」と言い直すよりは
>>65のまま「磁場によって電流が受ける力」のままのほうがいいと思うけどな

>>81
結局は、
永久磁石内の永久電流（電子のスピン）の磁場と、電池で流してる電流の磁場との
相互作用だからな。どっちの言い方でも同じ

>>82
「磁場によって電流が受ける力」だとF=qv×Bでどっち向きにどれくらいの力と
いうのが直感的にわかりやすいけど、「磁場によって磁場が受ける力」だと
あまり直観的でない。

>>83
まあ、そうだなｗ

磁力線が密なところはたがいに離れようと反発し合い、
磁力線はなるべく真円（描くワッカの断面積を最小）になろうとくっつき合う。

のと同じなんだけどね。

>>84
>磁力線が密なところはたがいに離れようと反発し合い、
>磁力線はなるべく真円（描くワッカの断面積を最小）になろうとくっつき合う。
んー、磁力線のこれらの性質は結局F=qv×Bに帰着させられるのだから、
>>65
>磁石の上面を流れる電流に働く力は、磁石による磁場によってであろう。
に対して
>>67
>電流の生み出す磁場と、磁石による磁場によって力が発生する。
という指摘を「正しくは」という前置きで始めるのはどうかと思うわけだ。

もちろん>>67に対する>>68の突っ込みが何の関係もない的外れであるのは
変わんないけど

まわる仕組みって、こうかな？
ちょっと考えてみたｗ

ttp://www-2ch.net:8080/up/download/1190809024232677.i0HX9w

磁力線の密度がどうなってるかを書き込んでみたｗ
ttp://www-2ch.net:8080/up/download/1190810153463056.eDW6kY

>>67の「正しくは電流の生み出す磁場と、磁石による磁場によって力が発生する。」
の意味を取り違えていたようなので、これに対する反論は撤回します。

おもしろいねぇ、小学校に戻ったような驚き。
やってみた↓
ttp://volac.net/up1/img/s22800.jpg

↑ハードディスクの中の磁石だ。
これって、強力なんだよねぇ・・・・

>>86
そうそう。でもおもしろいのは円盤と磁石を共に（回転）しても
磁石を固定しての円盤のみ（回転）でも回るのが単極モーターの
なんだかな？みたいなところだね。

>>90
日本ではハードディスクのネオジムマグネットだと分る方が
100人中どれくらいいるのだろう？普通の人はアレ開けないものね。

うちの息子達（高2と小5）に「どう思う？」って見せたら、電池で
動いてるんでしょ。だって。
どんだけのゆとりなんだか。トホホ。

今、学校で希塩酸と希水酸化ナトリウム溶液を中和、乾燥させて
塩化ナトリウムを作る実験なんてやらないんだってね。
文明が消えていくね。

わかった　磁力線の中の人が回している

　 _ 　∩
(　ﾟ∀ﾟ)彡　ﾜｯﾌﾙﾜｯﾌﾙ！
　⊂彡

>>92
それはたぶん親に見せられたというシチュエーションのせいかも
友達に見せられてたらスゲー連呼してるはずｗ

これ釘が円柱で太さを持っているから動くんだねえ。
線と考えてモデル化した時は分からなかったよ。

永久磁石じゃなくて電磁石でできないかな。
電磁石のコイルの両端を電磁石の鉄心に通したらできない？

この場合、単極ってのはどうでもいいこと
磁束があり、そして電流が少し角度を持てば。。。

アトポス死ねアトポス死ねアトポス死ねアトポス死ねアトポス死ねアトポス死ねアトポス死ねアトポス死ね
アトポス死ねアトポス死ねアトポス死ねアトポス死ねアトポス死ねアトポス死ねアトポス死ねアトポス死ね
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わっ、画像が見られない。
乗り遅れたか。
誰か言葉で説明してちょ。m(__)m

●　「単極モーター」の話題、下に出ています。

≡≡　面白いエンジンの話−４　≡≡　　２５５-
http://science6.2ch.net/test/read.cgi/kikai/1210718994/255-