GCSE 科學/感應
到目前為止,我們已經研究了在磁場中通電產生的影響,並發現載流導線上存在一個力。在本頁中,我們將研究一種稱為感應的現象。
學習感應的最佳方法是考慮一個簡單實驗的結果。實際上,如果您的學校有斑點電流計,您真的應該看看這些結果。否則,您只能相信我的話。
看看下面的圖。一個線圈(螺線管)連線到斑點電流計的輸入端。螺線管可以透過繞一個紙管繞制一塊塑膠包覆的導線來製成。
斑點電流計(也稱為鏡式電流計)看起來像一個奇特的裝置,而且它確實很奇特、精緻且昂貴,但它執行一項非常簡單的任務。它實際上只是一個非常靈敏的電流計。它測量電流就像任何其他電流計一樣,但比您通常看到的普通電流計要靈敏得多。它可以檢測到微小的電流。
唯一需要的另一個東西是一個普通的條形磁鐵。
因此,一旦裝置按照上面的圖示設定好,我們就可以觀察一下發生了什麼。
| 做了什麼 | 觀察到發生了什麼 |
| 磁鐵進入線圈。 | 斑點偏向左側,表明有少量電流流動。 |
| 磁鐵留線上圈內部。 | 斑點回到中間,表明沒有電流流動。 |
| 磁鐵從線圈中拉出來。 | 斑點偏向右側,表明再次有電流流動,但這次方向相反。 |
| 實驗重複,但這次磁鐵以非常緩慢的速度插入線圈。 | 仍然有偏轉,但這次比以前小得多,表明流過的電流更小。 |
| 磁鐵翻轉。 | 結果與上面相同,只是偏轉方向相反。 |
| 磁鐵保持靜止,但線圈移動。 | 結果與上面相同。 |
- 如果線圈和磁鐵之間存在相對運動,線圈中就會感應出電流。
- 運動越快,電流就越大。
- 反轉磁鐵或運動方向會反轉感應電流的方向。
Q1) 反轉磁鐵和運動方向會對任何感應電流產生什麼影響 ?
現在我們知道發生了什麼,我們必須提出一個解釋。看看下面的圖。
在這個圖中,綠線代表一根進入螢幕或頁面的導線。它與兩個條形磁鐵之間的磁場垂直。它向下移動,從而“切割”磁力線。這會在導線長度上感應出電動勢(電壓)。正是這種電動勢在形成完整電路時導致電流流動。所以現在我們知道為什麼會出現電流。它是由於感應電壓引起的,但為什麼會出現電壓呢?
看看下面的圖。
這是從末端看到的導線的特寫。藍色圓圈代表磁力線從螢幕或頁面中伸出的位置。它們直接從螢幕中伸出。
導線由金屬製成,因此有許多自由電子。當導線向下移動時,每個單獨的電子也向下移動。它們實際上形成了許多向下流動的微小電流。從電動機效應我們知道,如果電流在磁場中流動,就會有力的作用。在這種情況下,力將電子推向右側。是所有電子都向導線的右側移動導致電壓差。
因此您明白了,感應實際上就是電動機效應。
Q2) 一位學生使用了一個更強的磁鐵。您認為這將對任何感應電流產生什麼影響?
Q3) 想象一下不止一根導線環穿過磁場。每根導線環上都有自己的感應電動勢。如果導線連線起來,它們就像串聯的小電池。填空 " 當螺線管繞組數量增加時,感應電壓的值會______________。
Q4) 一位工程師想利用感應來產生電。他讓幾個學生將一個巨大的磁鐵進出巨大的線圈(他用鞭子讓它們快速移動)。這種設定產生的電與電池產生的電有什麼不同?
| 摘要 |


