動手學科學/物質科學I/電磁能轉換

電磁鐵與馬達

電流

• 電流就和水流一樣，會往壓力低方向流。
  • 
• 數量達到飽和時會流出來，沒地方流時載體會爆炸。
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• 電流與水流的對照圖
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交流電與直流電

• 直流電
  • 不同於直流電，後者的方向是不會隨著時間發生改變的，並且直流電沒有周期性變化。
• 交流電
  • 是指大小和方向都發生週期性變化的電流，在一個週期內的運行平均值為零，另外交流電沒有正負極

直流電	交流電
有正負極	沒有正負極
方向不會隨著時間發生改變	方向會隨著時間發生改變
方向無週期性變化	方向有週期性變化
可以傳遞比較遠	傳遞比較短

實驗

實驗一:飛起的電線

實驗原理

模擬馬達運作情形。

當一導線置放於磁場內，若導線通上電流，則導線會切割磁場線使導線產生移動。電流進入線圈產生磁場，利用電流的磁效應，使電磁鐵在固定的磁鐵內連續轉動的裝置，可以將電能轉換成動能。

實驗材料

漆包線、金屬線、麵包板、電池、電池座、強力磁鐵、電路連接線

實驗步驟

探究問題

發電機主要運用什麼原理來發電？

Ans: 利用各種動力（如水力、風力）使線圈在磁鐵的兩極間轉動；當線圈轉動時，線圈內的磁場改變，因此產生感應電流。
發電機是運用「電磁感應」將動力所作的功轉換成電能的裝置。

探究問題

發電機主要運用什麼原理來發電？

Ans: 利用各種動力（如水力、風力）使線圈在磁鐵的兩極間轉動；當線圈轉動時，線圈內的磁場改變，因此產生感應電流。
發電機是運用「電磁感應」將動力所作的功轉換成電能的裝置。

隔空發電是如何傳遞能量的？

Ans: 透過電磁感應原理。

請問插頭出來的電是交流電還是直流電？

Ans: 因為交流電能傳輸比較遠，所以從插頭裡出來的電都是交流電。

請問電池出來的電是交流電還是直流電？

Ans: 電池是本身儲存的化學能轉成電能的裝置，並沒有裝置讓它輸出的電流變成交流電，所以輸出的就是直流電。

為什麼吹風機需要四個二極體？

Ans: 那是用於整流的（交流電轉直流電），從插頭裡出來的電是交流電，但吹風機的馬達與電熱絲所需要的電則是直流電，所以需要四個二極體來整流。

為何光敏電阻照到光會導電呢？

Ans: 光是一種能量，光敏電阻則是一種半導體（有時會導電，有時不會導電）；硫化镉是一種有半導體性質的化學成分，在光進入這個介質時，它會因為能量的激發時得當中的分子開始活動，而開始活動之後促使硫化镉開始導電；工程師將這種材料放在光敏電阻的頂端，就能實現有光時導電，沒光時不導電的效果。

呈上題，為什麼會這樣呢？

Ans: 當溫度升高亂度會變大，當亂度升大，氣體所需要佔的體積就變大了。