風力發電機

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周祥順｜海洋大學光電學研究所

桌上有一台風力發電機。風扇吹風使發電機葉片轉動，發電機基座上的 LED 燈就會發光，非常有趣。

發電機是利用電磁感應原理。在解釋電磁感應之前，我們先介紹磁通量。磁場垂直線圈的分量與線圈面積的乘積稱為磁通量。英國物理學家法拉第最早觀察到電磁感應現象並提出解釋。根據法拉第的解釋：通過線圈的磁通量改變時線圈會產生電流。此電流並非由電源產生，而是因磁通量改變而感應產生的，因此稱為感應電流。感應電流的大小與磁通量對時間的變化率成正比。這就是法拉第定理。丹麥物理學家奧斯特發現電可以生磁，法拉第則發現磁可以生電。奧斯特與法拉第的發現為電與磁之間搭起了橋樑。

現在大家可以瞭解風力發電機的原理了。發電機頂端纏繞金屬線圈，線圈與基座的 LED 燈連接。將兩個磁鐵黏在碳纖棒上，並將葉片繫於棒端，然後將磁鐵置入線圈。風扇吹風使葉片帶動磁鐵轉動。磁鐵在線圈內轉動時通過線圈的磁通量會改變。根據法拉第定理，線圈會產生感應電流，因此使基座的 LED 燈發光。

資料提供

海洋大學光電科學研究所周祥順教授
E-mail：hschou@mail.ntou.edu.tw

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