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渦流棒
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。
 
 
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
 
延伸閱讀:
細說「渦流棒 」
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渦電流通量(1)
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