作者alenbe (肝纖維闖紅燈)
看板Physics
標題[閒聊] 手搖發電機與電容的充放電!
時間Fri Oct 15 13:14:34 2010
之前在玩手搖發電機,發現一個有趣的小實驗
提出來跟各位分享 :)
將直流手搖發電機,與電容器串聯
(由串連LED燈就可以驗證,是直流或交流發電機)
如圖所示:
http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/phpBB/pics/8029_0_elecro_2.JPG
順時針轉動把手,將會對電容器進行充電
轉了一陣子後,電容器已充電
(充電時可將電容並聯三用電錶觀察充電電壓)
這時放掉把手,電容器就變成電源,進行放電
手搖發電機就變成電動馬達,被電流驅動...
好~現在大家來猜猜看
電流由電容器逆流回手搖發電機時
驅動把手的旋轉方向
與充電時把手轉動的方向
相同或相反?:)
答案在下面,先不要偷看喔...
解答:同向
(這實驗很簡單,自己試一次看看)
(有空的話,我再拍個短片方放上來)
我覺得這個實驗有趣的地方在於
感覺我們轉動一個東西,把能量儲存在裡面後
再將儲存能量放出時,釋放能量的驅動力方向
應該會與一開始施力儲能的方向相反才對?
我猜,我們之所以會有這種直覺認知
是從音樂盒的彈簧旋鈕的經驗來的
順時針轉動彈簧旋鈕,放手後將會逆時針轉回去
彈簧也是一樣,拉一端向右儲能,放手後將會向左彈回
重力也是一樣,抬一物向上儲能,放手後將會向下掉落
幾乎所有的經驗都告訴我們,儲存的能量將會反向釋放...
所以釋放能量時,回饋的運動一定是反向的ㄚ?
但如果面對這個實驗時,只是從一個單純的想法
充電與放電的電流方向相反,所以手把轉動方向必定相反啊?
那就大錯特錯了@@"
我這邊提供一個說明,給各位參考
假設我們在充電時,順時針轉動把手
根據冷次定律,我們會感受到一股阻力沿著逆時針的方向
這股力量的來源,是馬達線圈上感應電流在磁場中所受的磁力
若我們放開把手,讓電容器放電驅動手搖發電機
這時電流的方向將與充電時相反
所以線圈所受磁力的方向也會相反
那麼驅動把手轉動的力矩,將延著順時針方向
換句話說,在這個實驗裡
相反的不是轉動方向,而是線圈感受磁力的方向
但這邊要特別注意一點
充電時磁力是阻力(向後),而放電時磁力是動力(向前)
所以負負得正的結果,充放電時,把手轉向相同 :)
類似的問題:
http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/phpBB/pics/8029_0_elecro_3.JPG
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◆ From: 163.27.14.60
※ 編輯: alenbe 來自: 163.27.14.60 (10/15 13:32)
※ 編輯: alenbe 來自: 163.27.14.60 (10/15 13:33)
推 Entropy1988:Ya!我猜對了! 10/15 15:32
→ Entropy1988:還是覺得很新鮮 10/15 15:32
推 joe70136:挺有趣的! 10/16 10:42