一條抵十條!? 體驗「30安培級」磁場的帕斯卡電線(S-cable)
科學教練桑子研。逐工攏是實驗。
「電」佮「磁」。你敢猶記得學校理科課裡學過的「右手螺旋定則」抑是「弗萊明左手定則」?
課本內底真熟面熟,但是實際拿來做實驗的時陣,指南針可能干焦「小小」仔震一下,電線嘛干焦「微微」仔動一下……老實講,欲體驗到予人感動的震撼力,確實無偌簡單。因為電佮磁的世界,是一个真精細、真微弱的力量世界。
若是使用學校實驗室內安全的電源裝置(數安培程度),就算流過的電流只有幾安培,嘛會當安全體驗親像流過數十安培大電流才有的「超震撼」電磁現象……?今仔日就欲介紹這款親像魔法仝款的實驗教具「巴斯卡電線」,以及伊足驚人的「10倍力量」到底是按怎辦到的!

「電磁」實驗的兩難
電會產生磁(奧斯特的發現),以及電流佇磁場內底會受著力(弗萊明定則),攏是現代馬達佮發電機的基本原理。但是,若欲予這種力量清楚呈現佇咱眼前,原本需要「數十安培」的大電流,甚至大到會使家庭用的斷路器跳脫。學校實驗頂多使用5安培左右,電流若傷弱,就真歹做出明顯、好理解的實驗。這个困擾幾十冬的問題,最後予「巴斯卡電線」用一个真驚人的想法解決掉。
「巴斯卡電線(S-cable)」是世界上唯一一款能夠便宜、簡單又安全,佇身邊親身體驗從奧斯特重大發現開始的各種電磁現象的實驗教具。
秘密就是「10條」!安全產生10倍力量的原理
使用巴斯卡電線,譬喻講,電源裝置只要流過5安培的電流,就會當產生親像「50安培」電流才有的強力磁場。你可能會想:「50安培?這敢毋是傷危險?」其實重點是「會變成仝款的效果」——實際流過的電流猶原是5安培。所以非常安全。「到底咧講啥物啦!」對吧(笑)。
秘密就藏佇電線的結構。巴斯卡電線看起來是一條粗粗的電線,毋過內底竟然藏著「10條」細細的導線。我嘛趕緊佇網路訂來試看覓,買電線回來做。適合用來製作巴斯卡電線的電線,像是富士電線工業 VCTF 0.3sq×10芯,佇Amazon就買得到。


富士電線工業 VCTF 0.3sq×10芯 ビニルキャブタイヤコード (丸型ケーブル)
內底就親像按呢,總共藏有10條電線。將這寡電線按照顏色改變組合方式,再逐條焊接起來。

將這10條電線用焊錫好好接起來,加工成「從(+)流入的電流,會分成10條電線並聯(!)通過,最後從(-)流出去」的結構。※將一條導線來回繞行10擺,並用串聯的方式連接。重點就是「把10條導線的力量合併起來」。
(※補充:正確的結構請參考官方網站。真正重要的重點是,當電流流過10條導線時,每一條導線所產生的磁場會「疊加」佇一起!)

最後就變成按呢。
假設一條電線流過3安培時所產生的磁場算作「1」,巴斯卡電線就會佇一條粗粗的電線內,創造出等同於「10條電線各自流過3安培」的狀態。所以磁場(以及受到的力)就單純變成10倍!這毋是靠「超大電流」硬是把力量催出來,而是用「把10條導線的力量疊加起來」這个聰明的方法,安全閣有力地完成實驗。


將兩个電源裝置疊做伙,試看覓流過大電流。按呢一來,效果閣會再變成10倍。若欲參考實際的實驗案例,譬如「右手螺旋定則」的實驗,可以參考下面的連結。


指南針突然「咻!」一下仔轉動,這就是實驗上真有趣的所在。
譬如這个就是弗萊明左手定則的實驗場景。將巴斯卡電線自然垂落,穿過U字型磁鐵的中間。當電流流過(開啟開關)的彼一瞬間……

你會看著電線「啪!」一下,明顯而且大力地擺動起來。「力」這件代誌,佇這个瞬間真正是「用身體感受」得到的。若改用交流電,電線就會抖抖抖,震甲真明顯。
就親像按呢,巴斯卡電線讓咱有機會安全又充滿動感地,用身體親身體驗「電」佮「磁」這个看袂著的世界裡,足奇妙的現象。對學習電磁學來講,真的是一項真讚的教材。
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