PTDChiu103B

Report
我變,我變,我變變變!
~ 變壓器變變變 ~
這則神秘故事以近代倫敦為背景,這二位男主角
分別曾飾演過金剛狼和蝙蝠俠。劇情充滿轉折與懸疑,
描寫兩個敵對魔術師的精采生平,兩人因極度對立而
展開長達一生的對決,狂熱、欺騙與忌妒讓雙方企圖
凌駕另一方,彼此皆不惜身陷危險與致命的後果。
從他們當年還是魔術師新秀時首度相遇,勞勃安
吉爾與艾佛瑞波登就成為勁敵,他們的友情競爭逐步
轉變成敵意對立,不僅彼此成為生活中的凶狠敵手,
更讓他們週遭親友也陷入致命危機。劇情中間穿插特
斯拉的發明,以及他和死對頭愛迪生的對抗。
http://memo.cgu.edu.tw/yun-ju/CGUWeb/PhyExp/ExpFilm/ExpFilmPrestige.htm
愛迪生 Edison(1847~1931)
直流
變
變
特斯拉Tesla(1856~1943)
交流
變壓器(Transformer)
變
變壓器的原理與構造
• 為什麼使用交流電才能變壓?
• 『變壓』的原理為何?主要用到的定律是什麼?
• 為什麼要變壓?
變
拆解變壓器
• 變壓器的構造為何?
• 咦~課本畫的圖和實際變壓器不相同?!
變
拆解後之變壓器,可以做哪些實驗?
• 接上直流電
• 接上交流電
• 瓦時表與馬達,為什麼會
?
動
變壓器(Transformer)
•
•
•
•
•
為什麼電力公司輸送過來的電是交流電而不是直流電?
為什麼使用交流電才能變壓?
感
應
為什麼要變壓?怎麼變?
電
『變壓』的原理為何?主要用到的定律是什麼?
動
勢
變壓器的構造為何?
法拉第 Faraday(1791~1867)
愛迪生 Edison(1847~1931)
特斯拉Tesla(1856~1943)
Vs / Vp=Ns /Np
磁通量變化
1821年,發明第一個電動機
1831年,法拉第感應定律    N
1879年,發明電燈
1882年,成立愛迪生公司(直流電)
d
dt
1888年,交流電動機取得專利
1893年,芝加哥博覽會展示交流電
1895年,尼加拉瓜瀑布水力發電廠輸出交流電
史上最早的變壓器~法拉第環 (Faraday’s Ring)
法拉第 Faraday(1791~1867)
1821年,發明第一個電動機
1831年,法拉第環(第一個變壓器)
感
應
電
動
勢
磁通量變化
  N
感應電流
1831年8月29日,法拉第利用一個直徑6吋的鐵環,外面繞著二個
銅線圈,其中一個線圈的一端接到伏特電池,另一個線圈則接到電
流計。當電池一通電流,電流計上也馬上出現短暫反方向的電流。
這個著名的實驗就是史上第一個變壓器。
d
dt
史上最早的電動機
法拉第 Faraday(1791~1867)
1821年,發明第一個電動機
1831年,法拉第環(第一個變壓器)
影片:世界上第一個電動馬達
法拉第電動機改良版
•
•
•
•
法拉第 Faraday(1791~1867)
1821年,發明第一個電動機
1831年,法拉第環(第一個變壓器)
http://www.youtube.com/watch?v=k7JTyRBfeF4
http://www.youtube.com/watch?v=zOdboRYf1hM&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=Xnxf1WeXxgk&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=EkU_JmtH3PU&feature=related
電動機的相反:發電機
手搖發電
拆解變壓器
穩壓整流變壓器(AC→DC)
變壓器(Transformer)的構造
為了減少鐵心渦流的損耗,變壓器通常不用整塊
鐵磁材料作為鐵心,而是用鐵片疊製而成,並且
在鐵片兩面塗上絕緣材料。這樣渦流便局限在薄
片內流動,從而減小渦流損耗。
整流(交流變直流)
• 變壓器(交流電變壓)
• 穩壓整流變壓器(AC→DC)
• 直流昇壓變壓(DC→DC)
利用線圈的數目不同
法拉第感應定律:
『磁通量變化』產生感應電壓
問題:直流電能不能變壓?
拆解與重組變壓器
變壓~二個圈數不同的線圈
110V → 6V
二個線圈數的比為何?
Vs / Vp=Ns /Np
接上交流電
變壓110V → 6V
加上這條鐵心呢?
接上交流電
主線圈接上直流電
S
N
接上直流電之後,產生磁場
(假設中間鐵心之磁極為N)
S
磁力線示意圖
主線圈接上直流電
(裝有鐵粉的壓克力盒)
S
N
接上直流電之後,產生磁場
(假設中間鐵心之磁極為N)
S
磁力線示意圖
N
(剉刀)
(剉刀立刻帶有
磁性)
(手上放一個磁鐵)
S
S
N
S
S
N
接上直流電之後,產生磁場
接上直流電之後,產生磁場
(假設中間鐵心之磁極為N)
(假設中間鐵心之磁極為N)
S
將直流電換成交流電
N
S
N
S
N
S
接上交流電之後,產生時變磁場
磁力線示意圖
將直流電換成交流電
N
(碰一下立即移去
剉刀,可發現剉
刀之磁性已去除)
為什麼磁鐵會一直跳動?
(手上放一個磁鐵)
S
接上交流電之後,產生時變磁場
接上交流電之後,產生時變磁場
將直流電換成交流電
金屬鍋
電磁爐基本原理:
內有線圈,
利用兩萬赫茲以上的交流電變化,
以電磁感應產生渦電流,
利用渦電流的電流熱效應讓鍋子發熱。
1855年,
佛科(Foucanit,1819~1868)發現渦電流
接上交流電之後,產生時變磁場
磁力線怎麼畫?
磁力線示意圖
接上交流電之後,產生時變磁場
磁力線怎麼畫?
磁力線示意圖
磁力線示意圖
接上交流電之後,產生時變磁場
套一個鋁環,為什麼會浮起來?
解釋 (基本版):
因為鋁環上有磁通量變化,使得鋁
環上有感應電流。(稱為『渦電
流』)
渦電流所產生的感應磁場方向和原
磁場相反,因此二者互相排斥。
解釋(進階版):



FB  i L  B
磁力線示意圖
接上交流電之後,產生時變磁場
再套一個鋁環呢?
磁力線示意圖
接上交流電之後,產生時變磁場
先把電源關掉,再瞬間打開電源,
為什麼鋁環會跳起來?
交
流
電
?
直
流
電
?
瓦時表之原理
夏日炎炎,吹冷氣消暑,但電費可不便宜喔~
台電公司是怎麼算電費的?
鋁盤為什麼會轉?
1824年,法國物理學家阿拉哥(Arago)發現
當銅質或鋁盤旋轉時,吊在上面的磁鐵也會跟著轉起來。
反之,若轉動磁鐵,則吊在上面的圓盤,也會跟著轉起來
接上交流電之後,產生時變磁場
1824年,法國物理學家阿拉哥(Arago)發現
當銅質或鋁盤旋轉時,吊在上面的磁鐵也會跟著轉起來。
反之,若轉動磁鐵,則吊在上面的圓盤,也會跟著轉起來
(感應馬達基本原理)
鋁盤為什麼會轉? 鋁盤移動呢?
示意圖,與上圖情境不太一樣
接上交流電之後,產生時變磁場
電動機(Motor馬達)
電動機(馬達)之原理
轉子與定子
電動機(馬達)之分類
(直流馬達)
1852年,發現直流馬達(電動機)與發電機原理之可逆性。
1888年,Tesla 取得感應馬達之專利,西屋公司跟Tesla 買此專利。
1889年,Dobrowlsky 發明三相感應馬達,得到鼠籠型轉子的專利
直流小馬達
實驗後,乾電池請留在桌上

similar documents