渦流棒| - 科技大觀園

渦流棒

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周祥順｜海洋大學光電學研究所

在「魔術管」單元中，我們介紹了磁剎車現象。磁鐵沿著空心鋁管掉落時，鋁管產生的渦電流可使磁鐵緩慢落下。除了鋁以外，其他材料也可以產生渦電流嗎？磁鐵落下所需的時間與材料的性質有什麼關係呢？在這個單元中，我們將做進一步的探討。

桌上有四支細棒，分別為純銅、鋁合金、黃銅、及塑膠。每支細棒上有一環形磁鐵。磁鐵同時從細棒頂端落下。塑膠棒上的磁鐵最先落至底端，然後依序為黃銅、鋁合金、及純銅棒上的磁鐵。

磁阻力的大小與磁鐵落下的速度及金屬棒的導電率有關。磁鐵落下時，重力使磁鐵加速。磁鐵速度愈大，磁通量變化率愈大，因此渦電流及其產生的磁阻力也愈大。當磁阻力與重力相等時，磁鐵速度不再增加。此時的速度稱為終端速度。當磁鐵達到終端速度時，不同材料的金屬棒產生的磁阻力相同（都等於磁鐵所受重力），因此其渦電流也相同。導電率愈高的金屬棒愈容易產生渦電流，因此磁鐵終端速度較小，落下的時間較長。金屬棒的導電率從高到低依序為：純銅、鋁合金、黃銅。由於塑膠棒不導電，因此塑膠棒上的磁鐵最先落至底端，然後依序為黃銅、鋁合金、及純銅棒上的磁鐵。

資料提供

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

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