磁場、電磁感應方茜/袁迪慧/梁秋云
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法拉第
法拉第1831年發現了磁
鐵同導線相對運動時,
導線中有電流產生。
他所發現的電磁感應
定律, 成為發電機的
理論基礎。法拉弟的
發現為人類開辟了一
種新的能源,電力時
代的大門由此開啟。
磁場之定義為磁力作用的空間,即在此範圍內能與其他的磁
性物質相互作用。磁場強度H,亦稱為磁化力,即單位正極在
磁場內所受力的大小,單位為奧斯特(Oersted),一奧斯特相當
作用于一單位磁極產生一達因(Dyne)作用力的磁場強度,另外
也有以安培 匝/米表之。
正如以電力線來表示電場的方向與大小,我們以磁力線
來描繪磁場。磁力線為單位磁分子在磁場中受磁力運動之軌
跡,一條磁力線稱為一馬克斯威爾(Maxwell),其具有下列特
性:
(1)磁力線為封閉曲線,在磁鐵內由S極往N極,磁鐵外由N極
歸向S極。
(2)磁力線不相交,互相排斥。
(3)線上某點的切線方向,即為該點的磁場方向。
(4)磁力線愈密處,磁場強度愈大。
(5)磁力線必尋求最低磁阻的路徑。
電磁感應
因磁通量變化產生感應電動勢的現象(閉
合電路的一部分導體在磁場裡做切割磁力
線的運動時,導體中就會產生電流,這種
現象叫電磁感應)。
電動機
Motor
電動機是一部把電能
轉化為機械能的機械。
電動機內有磁石,而
磁石之間放置有線圈。
當電流透過在磁場中
的線圈時,會有一道
力作用線上圈上,使
線圈轉動。線圈轉動
的方向可由弗林明左
手定則定出。
磁懸浮列車
是一種靠磁的吸力和排斥力來推動的列車。
由於其軌道的磁力使之懸浮在空中,行走
時不需接觸地面,因此其阻力只有空氣的
阻力。磁浮列車的最高速度可以達每小時
500公里以上,比輪軌高速列車的300多公
里還要快
磁懸浮列車主要由懸浮系統、推進系統
和導向系統三大部分組成
如何推動磁浮火車
電磁爐
操作時,交流電透過中間
的螺線管,產生一個不斷
地急速變化的磁場。磁通
量的改變使金屬炊具中產
生了一個流通面積很大的
感生電流,稱為渦電流。
因金屬炊具的電阻小,渦
電流大,因此產生大量的
熱,加熱了食物。以下的
短片顯示電磁爐使一個線
圈感生電流,導致線圈發
熱。
一個電磁爐的內部架構。
老式電話的圖片,
電話的聲音放大裝
置便是利用電磁感
應原理製作的。
電話的構造──
聲音的接受裝置利
用了電磁感應原理
電磁感應熱水器
電磁感應熱水器,加熱原理是利用電流流動時會
產生磁場作用。這種磁場具有穿透能力。磁場物
體與熱交換器有10mm的分離空間,磁場的磁力線
透過分離空間穿透至熱交換器中的金屬物體產生
強烈的渦流,這樣使流過熱交抉器中的水瞬間加
熱徹底實現了水電分離,保證了沐浴安全並符合
國家環保節能保健的要求。而且,還有很多新功
能︰無水、斷水不能開機。超電壓,低電壓,高
水壓,低水壓,自動停機,超水溫自動停機,然
後再啟動開機等功能。
行雷閃電時
手提電話的訊號很強,它會發出強烈的電
磁波,這些電磁波會使附近的導體產生電
磁感應作用。(下雨時,很多物體都會變成
導體),所以你的附近容易產生電荷,因而
吸引天空雲層中的電荷,產生雷擊。
若在市區,你的附近多高的建築,它有避
雷針,所以對你的影響很少,但在郊區則
要小心,用電話使你的附近產生大量的電
荷,危險便很高了。
心磁圖與腦磁圖
看看在我們人體中,神經的傳導有電流,肌肉動
作靠電流,心臟跳動與大腦活動都會產生電流。
因此,我們可以利用電流或電位把心電圖、腦電
圖(腦波圖)或肌電圖測繪出來,試看它們的生理功
能是否正常。由於有電流就有磁場,同樣的我們
也可以利用磁場來測繪心磁圖或腦磁圖。由於磁
場可以毫無阻礙的穿透人體組織(電場則否),因此,
未來上市的心磁圖與腦磁圖會比心電圖與腦電圖
來得更準確。
電磁感應燈
該燈沒有電極、燈絲,融電、磁、光于一體,耗
電量僅為普通節能燈的一半,但壽命則是白熾燈
的100倍。
耳筒內的電線可以做收音機的天線
耳筒內的電線為一導體,電台節目的大氣
電波為電磁波(electromagnetic wave)。當
節目的電磁波通過收音機耳筒的電線時,
線內)就會產生/感生電流(induced current)。
電流再經過收音機的功率放大器電路及揚
聲器,就產生聲音。物理學上,支配這現
象的原理叫作電磁感應(electromagnetic
induction)。
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