Kan man lave en motor der drives af magneter? – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

Niels Bohr Institutet > Spørg om fysik > ? om Fysik > Kan man lave en motor ...

16. december 2012

Kan man lave en motor der drives af magneter?

Hej Malte
Jeg har længe gået og rodet med ideen om at lave en "motor" (det skal være en "flad plade" som kun bliver drevet rundt af permanente magneter, og ikke andre former for ydre påvirkninger, såsom spoler, jernkerner og andet. Altså permanente magneter, som får permanente magneter på en skive til at snurre rundt ??. Kan dette lade sig gøre, eller er jeg helt ude i hampen ?

Såfremt dette er fysisk muligt, kunne jeg så få nogle ideer til, hvordan jeg skal placere mine magneter MHT N, S, og vinkler, og findes der nogle fysiske love / begrænsninger omkring, hvor mange RPM man kan opnå med denne metode.

Jeg har på youtube set en der påstår, at han opnår 6000 RPM, med en meget simpel opstilling, som jeg har efterprøvet UDEN held. Jeg har forsøgt med en hel del forskellige opstillinger, men har ikke haft held til at min "motor" kunne blive ved med at snurre rundt.

Med venlig hilsen og på forhånd tak.

M K.

Hvis man skal have noget til at dreje rundt, og altså til at udføre et arbejde, skal der være en energikilde. Det siger termodynamikkens 1. hovedsætning, energisætningen, ellers har man lavet en evighedsmaskine.

Barlow hjul

Man kan altså ikke lave en ”motor” udelukkende af et antal permanente magneter anbragt på snedig måde. Skal de bevæges for at få maskinen til at dreje rundt, sker det kun med en energitilførsel udefra.

Hvis vi har energitilførsel, er der mindst to muligheder for forholdsvis flade konstruktioner:

Barlow hjul tilført jævnstrøm, opfundet 1822 af Peter Barlow (GB, 1776 – 1862) matematiker og fysiker. Den viste historiske tegning er vist med en hesteskomagnet og et hjul bestående af brede egere. Strømmen tilføres ved kanten via en lille kviksølv sø i magnet polgabet og med en metalkost ved akslen.

Peter Barlow

Hjulet virker lige så godt med en cirkelformig metalplade som hjul i stedet. I dag ville man nok lave en sandwich af store flade keramiske magneter af samme størrelse som metalhjulet, forbundet med en magnetisk bro et eller andet sted og næppe bruge kviksølv men kul som forbindelse.

Trækker man i stedet en sådan skive rundt, vil den give en jævnspænding imellem kant og aksel. Den kaldes så et Faraday hjul efter opfinderen af det Michael Faraday (GB, 1791 – 1867), som er en af de store skikkelser i fysikken. Systemet kan altså både virke som motor og dynamo.

Michael Faraday

Det har også været brugt af den danske professor C. Christiansen (Dk, 1843 – 1917) fysiker på København Universitet, til at definere ohmen målt alene ved hjælp af en målestok og et stopur, men det er en anden historie.

Anvendes vekselstrøm kan en forholdsvis flad konstruktion uden permanente magneter opnås med et system, der stort set bruges i vore gammeldages el-målere opfundet af Ottó Titusz Bláthy (H, 1860 – 1939) i 1889. Den simple model består af en ledende metalplade eller tromle (fuglebur), som befinder sig i feltet fra en veklselstrøms elektromagnet. Polerne på magneten er for ca. halvdelens vedkommende omgivet af en kortsluttende kobbervinding så feltet har en fase i den ene side af polgabet i magneten og en anden fase i den modsatte del. Den ledende metalskive drejes så af det faseforskudte vekselfelt. Systemet bliver mere effektivt, hvis rotoren er af blødjern med et kobber ”fuglebur” indlagt, som hvirvelstrømmene kan gå i.

Ottó Titusz Bláthy

Denne type motor kræver ikke mere end en aktiv spole, ingen kondensatror mm. og er meget driftsikker, men har ikke noget stort startmoment. Den anvendes ofte i ventilatorer og andre småapparater - tidligere også som skiftemotor i trafiksignaler.

I el-måleren er der dog 2 spolesæt, det ene sæt er en spændingsspole med mange vindinger, det andet en strømspole med få og tykke vindinger. Disse spoler forskydes for hinanden så de giver et passende moment til at dreje skiven. Hvirvelsrtrømme fra en permanent magnet bremser den. Ved regulering af vinklen imellem spolerne og polgabet fra den permanente magnet kan man få en energivisende måler som korrigerer for faseforskydninger mm. fra  brugeren.

Elmåler vekselstrøm

Med venlig hilsen
Malte Olsen

Faseforskydningsmotor bemærk kobbervindingerne om jernkernen

Fuglebursrotor af kobber