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【物理｜電磁學EP9】令人討厭的歐姆的一生：歐姆定律

大家都知道V=IR，但大家知道歐姆當初到底是如何寫出歐姆定律的嗎？其實啊是熱愛數學跟物理的歐姆，希望能跟安培一樣數學解釋電流，沒想到在當時推崇思考不講求實驗的社會卻完全不被認同和重視，甚至想封殺歐姆的研究，直到某位偉大科學家的出現才終於幫歐姆討回了公道⋯⋯

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【物理 | 電磁學EP8】電生磁還是磁生電？法拉第的發現：電磁感應

雞生蛋還是蛋生雞？電生磁還是磁生電？法拉第為了找出答案而開始做實驗，發現了磁力線與電磁感應的原理，然後發明了發電機。

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【物理｜電磁學EP7】磁鐵中的戰爭：法拉第的電動機

電力磁力分不清，法拉第只好馬達轉不停，透過安培發現載流導線會產生磁力的現象，法拉第成功發明了現代馬達的原型「電動機」，但法拉第總覺得安培「磁力是電流」的說法怪怪，因為銅片不吸鐵，手握磁鐵也不會被電到。

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嬰兒有什麼用？─談電氣時代的降臨

高崇文｜中原大學物理系暨研究所教授

法拉第的故事

麥可·法拉第（1791年9月22日 ~ 1867年8月25日），英國物理學家在電磁學及電化學領域做出很多重要貢獻，其中主要的貢獻為電磁感應、抗磁性、電解。雖然沒有得到足夠的正式教育，法拉第是歷史上最具有影響力的科學家之一。實際而言，他時常被認為是科學史上最優秀的實驗家。

蘇裕年｜雲林虎尾高中物理老師

電學之父－法拉第的故事

科技部科普活動計畫---站上巨人的肩膀學者專家導讀(一) 電學之父－法拉第的故事導讀專家: 中正大學化學暨生物化學系胡維平教授執行單位 : 國立中正大學化學暨生物化學系

胡維平｜中正大學化學暨生物化學系教授

阿拉哥轉盤

白板上有一組阿拉哥（Arago）轉盤實驗裝置，包括可轉動鋁盤、可轉動橫桿、及磁鐵。將磁鐵放在橫桿上。轉動磁鐵，鋁盤沿相同方向轉動。轉動鋁盤，磁鐵也沿相同方向轉動。將磁鐵置於鋁盤下方，磁鐵北極在上。磁鐵沿黑色箭頭方向轉動，通過正上方區域的磁通量減少。根據法拉第定理（請參考「感應點燈」及「風力發電機」單元），磁通量改變時鋁盤可產生感應電流。根據愣次定理（請參考「愣次環」單元），正上方區域應產生向上感應磁場彌補減少的磁通量。因此鋁盤產生沿紅色箭頭方向的渦電流（請參考「愣次擺」及「磁剎車」單元）。正上方區域感應磁場方向與磁鐵磁場方向相同，因此磁鐵轉動時吸引正上方區域，使鋁盤沿相同方向轉動。若鋁

周祥順｜海洋大學光電學研究所

一般的馬達需要利用整流器改變線圈中電流方向以使線圈連續轉動，1821 年，英國物理學家法拉第設計了第一台單極馬達。單極馬達不需改變電流方向即可連續轉動，單極馬達之名由此而來。我們可利用單極馬達製作磁力車玩具。將兩個磁鐵分別吸於金屬棒做為磁力車的車輪。兩個磁鐵同極相對。將兩條鋁棒平行放置作為軌道，軌道接直流電源。將磁力車置於軌道起點，打開電源，磁力車便會在軌道上行駛。

周祥順｜海洋大學光電學研究所

雅各天梯是一個有趣的演示。將兩組金屬線圈套在鐵芯上組成一個變壓器。左邊線圈（主線圈）及右邊線圈（次線圈）的匝數分別為300匝及24000匝。主線圈接至220伏特交流電源，次線圈接至一對號角形金屬棒。打開電源開關，兩支金屬棒底端間產生耀眼的火花。火花沿著金屬棒快速向上爬，像是可愛的小精靈在爬天梯。雅各天梯是利用電磁感應原理。依據法拉第定理，通過線圈的磁通量改變時線圈會產生感應電流。主線圈接交流電源，產生隨時間改變的磁場。磁場沿鐵芯傳遞至次線圈。通過次線圈的磁通量隨時間改變，因此次線圈產生感應電流。次線圈匝數為主線圈匝數的80倍，因此次線圈兩端的電壓（兩支金屬棒間的電壓）為主線圈電壓的80

周祥順｜海洋大學光電學研究所

風力發電機

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

周祥順｜海洋大學光電學研究所

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