滚珠轴承电动机

通常，滚珠轴承电动机是仅由两个滚珠轴承和一个金属轴组成的电动机，当在金属轴的两端都装有滚珠轴承，并且直流电或交流电通过两个滚珠轴承的支架时，轴就会旋转。普通电动机所需的磁铁和线圈不是必需的，旋转方向与电流方向无关。另外，实验表明，即使仅使用一个轴承，导线也接触轴的中心，并且即使在外圈与轴承之间通过电流，也进行相同的操作。这种现象与爱因斯坦发现的磁旋转效应非常相似。

能量效率极低，因此主要用于物理实验等教育和研究目的，目前还没有用于实际目的。

已经提出了两个主要原理来使滚珠轴承电动机旋转。一种是硬球的热膨胀理论，而硬球是轴承的组成部分。另一个是洛伦兹理论，它源于轴承是磁性材料这一事实。

热膨胀理论意味着，直到现在为止，旋转方向的矢量力是由流经轴承与硬球的接触点所产生的电流引起的焦耳热引起的硬球接触点处的微小点的膨胀所施加的 。可能是“ Trevelyan的Wieger”或“ Trevelyan摇摆器”似乎暗示了该原理。但是，特贝勒摇杆的接触点仅是振动方向上的力，没有横向力来促进旋转力。但是，当轴承旋转时，硬球的接触区域始终位于连接接触点与内圈和外圈的中心线的滚动侧，在此接触面上会产生由膨胀压力引起的应力。。应力的方向分为硬球的中心分量和切向分量，后者的切向力分量有助于硬球的旋转扭矩。但是，为了支持该理论，需要使用非磁性材料的对比实验。

另一方面，洛伦兹力理论是，当轴承的全部或部分硬球体以及外圈和内圈由铁磁材料制成时，当电流流过那里时，洛伦兹力是由电流和产生的磁通量产生的。但是，仅在轴承旋转时才产生旋转扭矩。该理论包括涡流，集肤效应和剩余磁通量。其中，涡流理论需要重新解释，因为硬球的初始旋转和通电后硬球的旋转方向是相反的。趋肤效应的原因是硬球是导体之一，当它旋转时，会出现类似于交流电的趋肤效应，并且流经轴承的大部分电流都在硬球的表面上流动。洛伦兹力由路径中产生的电流和磁通量产生，力的方向与旋转方向一致。但是，由于电流路径和所产生的洛伦兹力取决于电流的极性和旋转方向，因此需要对每种情况进行详细说明。

下面，按顺序列出了目前认为要详细讨论的两个理论：热膨胀理论和剩磁通量理论。

轴承电动机的缺点在于，硬球的两个接触点的允许电流容量非常低。例如，仅通过以每分钟1000转的速度向轴承施加数小时的1A电流，就可能在硬球的滚动表面上发生电解腐蚀。通常，建议使用导电油脂以应对电腐蚀。还有报告指出，通过使用导电油脂将电解碳xxx地防止，其中微碳分散在油脂中，体积电阻率约为100-1KΩ·cm。因此，为了减少尽可能缩短轴承寿命的电腐蚀，可以一次去除轴承中的润滑脂，并且如果可能的话，可以将导电润滑脂施加到内部滚动表面上。此外，作为改善电解腐蚀的方法，可以通过在中心轴方向上向轴承的内圈施加压力以消除硬球和座圈之间的间隙，从而使几乎所有的硬球都通电。通过这样做，可以防止电流仅流过特定的硬球，并且可以流过更多的电流。此外，根本的改进是改为使用圆柱滚子轴承，而不是使用硬球。通过这样做，电流的接触部分变为线性，从而与硬球体的情况相比，可以xxx降低接触电阻，从而可以充分增加允许电流。

如果有太多电流流经轴承，则轴承可能会在短时间内损坏，然后停止旋转。由于轴承电动机的电路接近短路，因此为了简单的实验，电源电压必须限制在几伏。当电源电压高时，必须提供电流限制机构，例如能够在电路中发热的电阻器或镍铬合金线。直接从内部电阻极低的电池直接连接时，应格外小心，因为可能有大电流从电线的护套中流过并点燃，从而引起火灾。

从电动机本身的特性来看，似乎希望使用一个恒流电源，该电源可以在可能的情况下自由控制电流设置。

从家用交流电源插座供电时，请勿使用单绕组变压器，而在降压之前，请确保使用二次侧绝缘的变压器。