作者alenbe (肝纤维闯红灯)
看板Physics
标题[闲聊] 手摇发电机与电容的充放电!
时间Fri Oct 15 13:14:34 2010
之前在玩手摇发电机,发现一个有趣的小实验
提出来跟各位分享 :)
将直流手摇发电机,与电容器串联
(由串连LED灯就可以验证,是直流或交流发电机)
如图所示:
http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/phpBB/pics/8029_0_elecro_2.JPG
顺时针转动把手,将会对电容器进行充电
转了一阵子後,电容器已充电
(充电时可将电容并联三用电表观察充电电压)
这时放掉把手,电容器就变成电源,进行放电
手摇发电机就变成电动马达,被电流驱动...
好~现在大家来猜猜看
电流由电容器逆流回手摇发电机时
驱动把手的旋转方向
与充电时把手转动的方向
相同或相反?:)
答案在下面,先不要偷看喔...
解答:同向
(这实验很简单,自己试一次看看)
(有空的话,我再拍个短片方放上来)
我觉得这个实验有趣的地方在於
感觉我们转动一个东西,把能量储存在里面後
再将储存能量放出时,释放能量的驱动力方向
应该会与一开始施力储能的方向相反才对?
我猜,我们之所以会有这种直觉认知
是从音乐盒的弹簧旋钮的经验来的
顺时针转动弹簧旋钮,放手後将会逆时针转回去
弹簧也是一样,拉一端向右储能,放手後将会向左弹回
重力也是一样,抬一物向上储能,放手後将会向下掉落
几乎所有的经验都告诉我们,储存的能量将会反向释放...
所以释放能量时,回馈的运动一定是反向的ㄚ?
但如果面对这个实验时,只是从一个单纯的想法
充电与放电的电流方向相反,所以手把转动方向必定相反啊?
那就大错特错了@@"
我这边提供一个说明,给各位参考
假设我们在充电时,顺时针转动把手
根据冷次定律,我们会感受到一股阻力沿着逆时针的方向
这股力量的来源,是马达线圈上感应电流在磁场中所受的磁力
若我们放开把手,让电容器放电驱动手摇发电机
这时电流的方向将与充电时相反
所以线圈所受磁力的方向也会相反
那麽驱动把手转动的力矩,将延着顺时针方向
换句话说,在这个实验里
相反的不是转动方向,而是线圈感受磁力的方向
但这边要特别注意一点
充电时磁力是阻力(向後),而放电时磁力是动力(向前)
所以负负得正的结果,充放电时,把手转向相同 :)
类似的问题:
http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/phpBB/pics/8029_0_elecro_3.JPG
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◆ From: 163.27.14.60
※ 编辑: alenbe 来自: 163.27.14.60 (10/15 13:32)
※ 编辑: alenbe 来自: 163.27.14.60 (10/15 13:33)
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