一起动手制作门多西诺电机

将两块太阳能电池板和线圈连接起来，把它们放在磁场中，太阳光一照射就能旋转起来，你相信吗？本期科学课堂为大家介绍神奇的门多西诺电机。

门多西诺电机（ Mendocino motor）是一种以太阳能为动力的磁悬浮电动机。它最早是由美国发明家拉里·斯普林 （ LarrySpring）于 1992年发明的，因其发明地位于美国加利福尼亚州的门多西诺县故此得名。

门多西诺电机是个听起来很有专业感的名词，不过这种电机的结构并不复杂，主要由转子和底座（定子）两部分构成，常见的门多西诺电机可以根据转子布置方式，分成水平轴和垂直轴两种。门多西诺电机是一种高效率、高功率密度和低成本的电机，广泛应用于家用电器、汽车行业、工业自动化等领域。电机的高效率取决于它的内部构造和工作原理，由于电机的转子和定子采用不同数量的磁极和线圈，可以在低速下产生高扭矩，并且在高速下产生高效率。电机的高功率密度取决于现代化的内部构造和使用稀土永磁体，稀土永磁体可以产生更强的磁场，从而提高电机的输出功率。电机的低成本取决于其简单的内部构造和工作原理，由于门多西诺电机的转子和定子采用不同数量的磁极和线圈，它可以使用更少的材料来制造，并且可以生产出更便宜的电机。

门多西诺电机的基本理论在20世纪60年代就已经出现。不过，价格昂贵的太阳能电池板在那时还只是航天工业的专宠，而且也没有磁力足够强大又廉价的磁体能够让爱好者一试身手。现在，这些限制条件已经不复存在。我们只要有足够的细心和耐心，就能DIY自己的门多西诺电机。你想制作一个门多西诺电机吗？接下来请跟着本文一起动手做实验吧！

科学原理：太阳光照射太阳能板，将太阳能转化成电能，与太阳能板相连的线圈中有电流通过，通电线圈周围存在磁场，此时通电线圈在两侧强磁体磁场中受到安培力作用旋转起来。

在转子的旋转过程中，粗略认为只有正对阳光的那块太阳能板处于输出状态，使相应的线圈有电流通过。而转动使得被阳光照射的太阳能板面积不断变化，产生电流的线圈匝数也不断变化。有电流通过的线圈，其中的电流绕行方向是固定的，线圈相对磁场的位置也是固定的。而光源位置固定及内部线路连接的巧妙结合起到了碳刷的换向作用，加上废旧笔芯笔尖的小滚珠在强磁体上转动时大大减小了摩擦力，使得转子能持续稳定转动。

材料准备：太阳能电池板2块（长100mm、宽28mm，5.5V、60mA）、漆包线（直径0.18mm）、废旧圆珠笔芯、圆形强磁体3个（直径20mm）、热熔胶、电烙铁、木条2块（长25cm）、木板底座 、电工胶布

实验操作：1.用漆包线绕制一个200匝长9cm、宽2cm的长方形线圈，线圈两端留出10cm接线端。

2.用电烙铁将两个太阳能电池板的正负极分别连接起来（即太阳能电池板1的正极与太阳能电池板2的负极相连）

3.用电烙铁将长方形线圈与太阳能电池板并联连接起来。

4.用热熔胶将强磁体分别固定在两根木条的10cm位置处（离木板底座）。

5.用热熔胶将两根木条固定在木板底座上，使之相距10cm。

6.将另一个强磁体固定在一根长11cm的木条中间，并将该木条固定在两根长木条的顶端。

7.用热熔胶和电胶布将废旧笔芯与太阳能电池板、线圈固定起来，制作成一个转子。

8.将塑料笔芯的金属笔尖与顶部的强磁体接触，强磁体吸住笔芯，用手推动转子，检查是否能被吸住旋转。

9.将制作的门多西诺电机放到有阳光的地方（或者用强光照射太阳能电池板），可以观察到电机持续转动起来。