磁鐵點燈

磁鐵點燈

目的

以磁場變化產生感應電動勢。

 

實驗

實驗裝置:磁鐵、漆包線線圈、透明塑膠管、發光二極體(light-emitting diode,LED)。

實驗步驟:將兩組LED反向並聯再與線圈串聯如圖即可。

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第一版磁鐵點燈

第二版磁鐵點燈(有三種顏色的LED)

 

原理思考

LED為何發亮?

 

磁鐵移動造成線圈內部磁場改變,於線圈產生感應電流(Lenz’s law),當線圈兩端的感應電動勢大於LED的順向導通電壓即可點亮LED。

 

討論

1.為何實驗中兩組LED有發亮順序?

2.不用LED,改以一般小燈泡可以設計相同實驗嗎?

 

關於實驗

1.LED導通電壓大約,可視感應電動勢強弱,以數個LED並聯或串聯設計。

2.為減緩磁鐵快速運動所造成的撞擊,在第二版的教具的兩端裝上磁鐵,利用同性相斥的原理來減少撞擊;並在管子的兩端鑽一小孔,達排氣效果,使磁鐵運動更順暢。

3.第二版的LED數量較多,因此纏繞的線圈數也相對增加。

4.可參考本網站中的下落磁環感應煞車磁鐵太空漫步作比較。

 

參考資料

“University Physics", Rev. ed., John Wiley & Sons, 1995, USA. Ch31. H. Benson

 

製作

v.1曾助理

v.2李亞宸

 

指導老師
 陳泰利、朱慶琪

 

撰稿
 曾助理