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電磁砲

老師將鋁環套在螺線管上,打開電源,使螺線管通過交流電。嚇!鋁環竟然飛起兩公尺高。再將一個有裂縫的鋁環套在螺線管上重做實驗。咦!鋁環怎麼不飛了? 大家還記得愣次環的實驗嗎?在愣次環實驗中,磁鐵靠近鋁環可將鋁環推開,這是電磁感應造成的。螺線管拋出鋁環也是利用同樣的原理。螺線管通過交流電,因此螺線管產生的磁場隨時間改變,通過鋁環的磁通量也隨時間改變。依據法拉第定理(請參考「感應點燈」及「風力發電機」單元),磁通量改變時鋁環產生感應電流。依據愣次定理(請參考「愣次環」單元),感應電流的方向會阻抗磁通量的改變。 如果某瞬間螺線管產生向上磁場,則鋁環的感應電流產生向下磁場,阻抗向上磁通量增加。鋁環的磁場與螺線管的磁場方向相反,排斥磁力使鋁環飛起。嚴格說,鋁環並非產生大區域感應電流,而是局部渦電流(請參考「磁剎車」、「風速計」及「愣次擺」單元)。如果鋁環有裂縫,則不易產生渦電流,所以不會飛起。
 
 
老師將鋁環套在螺線管上,打開電源,使螺線管通過交流電。嚇!鋁環竟然飛起兩公尺高。再將一個有裂縫的鋁環套在螺線管上重做實驗。咦!鋁環怎麼不飛了?

大家還記得愣次環的實驗嗎?在愣次環實驗中,磁鐵靠近鋁環可將鋁環推開,這是電磁感應造成的。螺線管拋出鋁環也是利用同樣的原理。螺線管通過交流電,因此螺線管產生的磁場隨時間改變,通過鋁環的磁通量也隨時間改變。依據法拉第定理(請參考「感應點燈」及「風力發電機」單元),磁通量改變時鋁環產生感應電流。依據愣次定律(請參考「愣次環」單元),感應電流的方向會阻抗磁通量的改變。

如果某瞬間螺線管產生向上磁場,則鋁環的感應電流產生向下磁場,阻抗向上磁通量增加。鋁環的磁場與螺線管的磁場方向相反,排斥磁力使鋁環飛起。嚴格說,鋁環並非產生大區域感應電流,而是局部渦電流(請參考「磁剎車」、「風速計」及「愣次擺」單元)。如果鋁環有裂縫,則不易產生渦電流,所以不會飛起。

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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