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本網站設立宗旨是為了幫助更多孩子學習，也謝謝科學遊戲實驗室提供這麼優質的學習管道，在此再一次感謝所有幕後辛苦的工作人員，感恩您們為教育的付出！

 

單極馬達

　　　　　號稱世界上最簡單的馬達喔！
※操作步驟與現象：

準備器材：強力磁鐵、2A電池、銅線(或鋁線)、螺絲釘

1.將銅線彎折成圖1的形狀，高度要配合乾電池的大小。

2.將強力電池置於乾電池底部，磁鐵會緊緊吸引住電池。再將彎折好的銅線放進去（如圖2）。銅線就會快速的旋轉了。

3.如果銅線不會旋轉，調整銅線與磁鐵的接觸點，不要太緊，但是必須接觸，以構成通路。

4.銅線也可以彎折成螺旋狀（如圖3），同樣可以轉動喔！
     
　　　　圖1 　　　　圖2 　　　　圖3
　　　　　　　　　　　觀賞影片：影片一、影片二
※也可以這樣玩：
單極馬達的變化很多，例如以下各種變化。將強力磁鐵各放一個在乾電池的上部、底部，在上部電池的頂端在放上一根螺絲釘，螺絲釘的尖端與電池吸引住（如右圖4）。取銅線或電線接觸螺絲釘的頂端以及最下方的磁鐵。仔細觀察，電池與磁鐵一起轉動了喔！ 觀賞影片 (12.7M)
　　圖5是將螺絲釘吸在磁鐵上後，將尖端吸引在電池底部，通電後（以電線接觸上方的電池頂端以及下方的磁鐵），螺絲釘就會轉動（螺絲釘掛上螺帽，是為了增加重量，讓螺絲釘保持直立）。圖6是乾電池頂端、底端各接上一個乾電池，將銅線彎折成U形，放在平坦的地面(桌面)，就會一起往前跑，但是成功率相當低。圖7是震動形式的設計，將細的漆包線製作成螺旋狀（如同彈簧，比乾電池略大），將漆包線的頭、尾的漆刮掉（使能導電），就可以看到漆包線上、下的跳動了。
　　
　　　　圖5  觀賞影片(9.1M) 　　　　　圖6 　圖7 觀賞影片 (7.9M)
※叮嚀的話：
       銅線如果不會旋轉，經常是因為銅線底部和強力磁鐵夾得太緊，注意調整即可。而磁鐵一定要使用強力磁鐵，五金店買得到，一顆約30元（12cm x 12cm）。銅線則可以用較軟的鋁線代替。        這個遊戲可以先讓學生操作成功之後，指導小朋友將磁鐵換個方向，上下顛倒放，再仔細觀察銅線旋轉的方向有沒有變化？此外，也可發揮創意，讓小朋友將銅線彎折各種不同形狀（例如心形），並且要能轉動。
※原理：
      和一般的馬達的原理相同，都是利用「電磁感應」，差別只是在於單極馬達的構造更為簡單。其原理如下圖；當電流由左方流經銅線時，銅線週圍會形成感應磁場（藍色曲線），而強力磁鐵本身的磁場（綠色曲線），與銅線的感應磁場產生吸引（紙張的上方，亦即朝讀者方向，因為兩個磁場方向相反，如同異極相吸）與排斥（紙張的下方，即朝讀者反方向，因為兩個磁場方向相同，同異極相斥），因此銅線就會旋轉了。而如果將強力磁鐵上下顛倒過來，銅線旋轉的方向也就會反過來了。

　　判斷銅線旋轉方向的一個簡單方法是：右手開掌定則。將右手的拇指順著銅線的電流方向（黑色箭頭），其他四指順著強力磁鐵的磁場方向（綠色箭頭），掌心的方向就是銅線的前進方向了（紅色箭頭）。

　                       　　　　

 

著作權所有：許良榮 　2010.04 改版    網頁編輯：徐薇棋　顧　問：王德麟

　　編輯群：李宛玲、林桂君、林盈全、郁繼文、陳宗威、陳佩君、陳淑娟

　　黃玉斯、黃國維、張啟亮、楊皓雯、謝孟靜、魏哲華、蕭淑分

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    生活深呼吸 科學實驗 自然科學 科學遊戲實驗室 單極馬達 螺旋 方向 吸引 螺帽 電流
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