當(dāng)電子在磁場中運(yùn)動的時候,會受到一個同時垂直于磁場方向和電子運(yùn)動方向的力,稱為洛倫茲力。這個單極電機(jī)就是依靠洛倫茲力來轉(zhuǎn)動的。請看下圖
紅色的封閉線是磁感線,描述了釹鐵硼磁鐵(在某一個截面上)的磁場分布。其上每一點的切線代表了該點的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向。藍(lán)色的是電流方向,電流從電池正極流出,通過銅絲左右兩側(cè)分別流向負(fù)極。運(yùn)用左手定則,可以判斷通電的銅絲在磁場中受力的方向:綠色的?和&TImes;表示了銅絲上該點的受力方向,?表示受力方向垂直屏幕朝向讀者,&TImes;表示受力方向垂直屏幕朝向屏幕背面。
仔細(xì)觀察綠色的?和&TImes;,很容易發(fā)現(xiàn),以銅絲在電池上的支點為界,左半邊銅絲受力方向均為&TImes;,右半邊銅絲受力方向均為?,所以銅絲就轉(zhuǎn)起來了。
一個有趣的事實是,當(dāng)你把電池倒過來放,銅絲就會逆向旋轉(zhuǎn)(見視頻)。不改變電池的方向,把磁鐵翻個面貼在電池底下,也有同樣的效果。如果電池和磁鐵都反過來,那么銅絲的旋轉(zhuǎn)方向不會變化。