實驗直擊！電流會「猶豫」？線圈呈現的0.0005秒故事

我是科學教練桑子研，每一工攏是做實驗的日子。

你敢認為，電源開關一按落去，電流就會馬上咻一下流過電路？其實事情無彼呢簡單。若是電路內底加一個「線圈（coil）」，電流就毋是乖乖仔隨時流起來，反倒親像有人替伊踩煞車仝款，慢慢仔才增加起來。這擺，我利用佇 Narika 買的 EasySense（DataHarvest 公司）的感測器，成功捉著這个奇妙現象──「自感應」發生的瞬間。

首先，來看這段影片。

啥物是自感應？──線圈的「電流猶豫症」

當咱欲予電流流過線圈的時陣，線圈本身會產生一種誘導電動勢，方向專門來阻擋電流的變化。這種現象就叫做自感應（Self Induction）。

親像以前介紹過的電氣振盪仝款，自感應也是一種發生得誠緊的現象，快到人的目睭佮一般電流計攏無法度直接觀察。所以這種時陣，就需要高速記錄資料的感測器來幫忙。

0.0005 秒攏袂放過──EasySense 的設定

這擺使用的 EasySense，測量時間設定做 200 毫秒，取樣頻率設定做每秒 2000 擺。換句話講，1 秒鐘內會收集 2000 筆資料。

有遮爾仔高的解析度，本來目睭看起來只是一瞬間的「電流起步過程」，就會當變做平滑的曲線，清清楚楚顯示佇圖表頂懸。

毋但電壓計看會著，自感應嘛會當用電流計觀察

頭前的影片是利用電壓計來觀察自感應，其實若改用電流計，一樣會當看著這種現象。

這擺使用的是量測範圍 ±1A（安培）的電流計。

使用電流計有一个重要的所在愛注意：電流計一定愛佮電路做串聯。

電壓計接並聯，電流計接串聯。這雖然是國中理化課就學過的基本觀念，毋過每擺做實驗猶是會忍不住想講：「等一下，到底是接佗一種？」算是誠容易搞混的經典重點。

測量結果講出真相──線圈到底按怎擋電流

來看真正精彩的結果。

圖表內底，藍色代表無線圈的情況，紅色代表有線圈的情況。

無線圈的電路，開關一拍開，電流幾若是立即衝到最大值。毋過有加線圈的電路就完全無仝款，電流毋是一下仔衝起來，而是慢慢仔、一點一滴增加，形成一條明顯的上升曲線。

若以實際時間來講，這攏只是極短暫的一瞬間。

毋過，看著這種肉眼本來完全無法度察覺的現象，最後竟然化做一條美麗的曲線出現佇眼前，真正會予人感動。

平常課本頂懸看著的理論，忽然變做看會著、量會著的證據。這種時刻，無論經歷幾擺，攏會予人心情激動。

線圈為啥物會予電流「躊躇」？

這个現象背後的主角，就是楞次定律（Lenz’s Law）。

當線圈內的電流欲改變的時陣，線圈會主動產生一個方向相反的電動勢，專門來抵消這種變化。

若用生活化的方式來講，線圈親像有一種「電氣界的慣性」。伊毋愛變化發生得傷快，所以會想盡辦法維持原本的狀態。

這種特性絕對毋是只有實驗室才看會著。

咱生活四界攏有伊的身影：變壓器、馬達、IH 電磁爐，甚至智慧型手機的無線充電技術，攏是利用自感應抑是電磁感應的原理來運作。

一個細細的線圈，竟然會因為「毋甘願予電流改變」產生遮爾濟有趣的現象。了解這份「猶豫」的真面目了後，電這種平常看袂著、摸袂著的存在，敢若嘛變甲較親切矣。

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