課堂大成功!用塑膠瓦楞板製作夾子馬達的秘訣
我是科學講師桑子研。每一工課攏是實驗!
逐家有聽過「迴紋針電動機」這个詞無?伊是用乾電池、漆包線 kah 迴紋針來做一个足簡單的電動機。佇理科實驗抑是家己研究的時,可能捌看過這个。當電流流過去的時,線圈會溜溜仔踅,這嘛是「科學的魔法」!毋過,這款迴紋針電動機,其實嘛有一个「看起來真簡單,煞做袂成功」的陷阱咧。
用一般的做法,是毋是有真濟人捌有「真拍拚做出來,結果連踅攏袂踅一下…」的經驗?特別是線圈的纏法需要小可仔撇步,真濟人攏佇這个所在拍倒。是為啥物咧?因為線圈若纏無夠圓,兩爿的軸若無佇一直線上,in kah磁鐵的交互作用就袂好,就袂踅。可能有人會想講「我是無才情做這个啦…」就放棄了。
毋過,放棄猶較早咧!這擺,我欲紹介一个解決這寡迴紋針電動機「常發生的煩惱」的好方法。這个方法,只要用厝邊隨時攏揣會著的材料「塑膠瓦愣板」來鬥相共,逐家攏會當輕鬆閣確定予迴紋針電動機轉起來!這个予人「目睭擘予金金」的方法,是小森榮治老師教阮的。逐家準備好欲家己動手來體驗科學的趣味啊無?
來了解一下迴紋針電動機的原理!
迴紋針電動機,是應用電磁感應的原理,將電的能量換做運動的能量。
- 電流 kah 磁場的產生: 電流對乾電池流過用漆包線做的線圈,線圈的四箍圍仔就會產生磁場。
- kah磁鐵的交互作用: 線圈產生的磁場 kah 附近的磁鐵的磁場會互相出力。這个力就是予線圈踅動的動力。
- 弗萊明左手定則: 這个時陣,電流的方向、磁場的方向、kah力的方向有一個固定的關係,這就是**「弗萊明左手定則」**。線圈流過電流,kah磁鐵的磁場產生的力,會推動線圈,予伊踅。
成功的關鍵是線圈的纏法!為啥物一般的方法較拄著?
捌來,做迴紋針電動機的線圈,大部份是直接纏佇乾電池頂面。毋過,用這个方法,一半以上的人攏做袂成功。事實上,連大人嘛感覺真拄著。主要的原因有這兩點:
- 兩爿的軸無佇一直線上: 線圈兩端伸出來的軸若無直,伊就袂順順仔踅。若小可仔彎,平衡就拍損,就袂踅好勢。
- 無好做規个圓形的線圈: 為著愛做均勻的磁場,線圈需要纏做規个圓形。用手家己做規个圓形,比想的較拄著。
「塑膠瓦愣板」是救世主!
這个時陣,**「塑膠瓦愣板」**就出現啦!用塑膠瓦愣板來當做輔助工具,這寡問題攏會當一下仔解決!
用塑膠瓦愣板的好處真濟咧!
- 線圈的形狀較好弄規矩!: 有引導,逐家攏會當輕鬆做出規个圓形的線圈。
- 長度較短較省錢!: 毋會浪費漆包線,會當省材料費。
- 軸較好調整!: 利用塑膠瓦愣板的厚度,予兩爿的軸較好對齊。
這擺用的漆包線是45公分長,直徑0.5公分的。這个粗度會當做足堅固的電動機喔!
來,做做看!
漆包線用45公分長,粗度是直徑0.5mm的。這个粗度會當做堅固的電動機。漆包線,差不多用45公分長。粗度直徑φ是0.5mm的。這个粗度會當做足堅固的電動機。
頭一pōng先看纏法。將塑膠瓦愣板剪做遮款。
後面的做法我攏鬥做影片了。
長度是2.5cm,直的愛看起來有3个空。佇中間先將導線穿過去,閣留5公分出來。
另外就是照圖共伊穿過去。上尾小可仔一下予伊成形,閣將傷長的線剪掉。
講著導線,一爿用砂紙共伊刮予賰塗。另外一爿刮予賰頂半爿。愛規个根攏刮予清氣。
圖內底塗色彼个所在就是刮起來的所在。迴紋針愛照遮款拗。
拗做這款形狀鬥佇乾電池頂面。
閣共磁鐵黐佇乾電池頂面就大功告成啦。就按呢共伊囥佇頂面看覓。
小可仔予伊chhiò一下,伊就會開始溜溜仔踅。
按怎?足趣味的啦!嘛會當佇厝裡家己做看覓。
若將漆包線的皮攏刮掉會發生啥物事?
① 線圈的傾斜度 kah 磁場的方向若拄好仝款的時(0°的時),迴紋針電動機流過的電流 kah 磁鐵產生的磁場會互相作用,產生力。線圈會反時鐘方向踅。
※ 塑膠瓦愣板迴紋針電動機的線圈纏較濟圈,這个圖是為著予逐家較好了解,干焦纏一圈。
② 踅90°的時,兩爿會出力予線圈欲擘予開,這个力就無予伊踅的功用。
③ 踅到180°的時,若無換向器,因為 kah 電流的方向有關係,會變成時鐘方向的力,電動機就袂踅。
若做換向器會按怎?
所以,干焦將塗前的漆包線頂面的漆無刮掉(下面圖的黃色部份)。
①’ 0°的時,電流會透過鬥佇迴紋針的下跤部份流過去。
②’ 踅到90°,因為下跤有迴紋針頂牢牢,電流猶是會流過去。
③’ 踅到180°的時,無刮漆的部份轉到下跤,電流就袂流過去。所以,線圈會繼續反時鐘方向踅,轉去①’。
就是按呢。按怎?迴紋針電動機是用電流 kah 磁鐵的力做的簡單電動機,毋過欲成功,線圈的纏法足重要。利用塑膠瓦愣板,較好予形狀規矩,成功率就較懸。來利用理科的知識,享受手做的樂趣!
事實上,我認為應該干焦予學生有印好的線圈形狀,予in寫出導線 kah 電流流動的關係。雖然是無真媠,毋過我會提供素材。若有愛請用。
有啥物問題抑是委託,請聯絡我
欲予科學的奧妙 kah 趣味較近咱的生活!我整理足濟佇厝裡就會當做的趣味科學實驗,kah做實驗的撇步。逐家會當查看覓!
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