- 主题:用超导线圈来验证直流发电机的工作原理
教科书上对直流发电机工作原理的解释是这样的:
线圈在外磁场中转动,通过线圈的磁通量发生改变产生感生电流,这个感生电流再产生磁场,因为这个磁场的方向与外磁场的方向相反,阻碍线圈的继续转动,外力克服这个阻碍,从而实现从机械能到电能的转换,线圈不断地对外输出直流电——问题是,线圈产生的磁场与外磁场相互排斥,2个相互排斥的磁场还怎么持续实现对磁力线的切割呢?
有一种说法认为,此时转动线圈产生的感生电流在对外输出的情形下是不会再产生磁场的。至于这样的说法对不对,可以设计一个实验来验证一下。简单一点,在线圈的附近放置一个小磁针,看线圈在转动的同时是否产生了磁场行不行呢?——因为有外磁场的存在,还真不行
换个思路:用超导体做一个线圈,并连接一个LED灯。先给超导线圈降温至临界温度,然后将其置于外磁场的正上方,放开让其自由下落,观察发生的现象:
如果在下落的过程中,线圈有一个瞬间的停顿,并伴有LED灯的点亮,就说明该超导线圈中产生过磁场;假如期间没有任何停顿,只有LED灯的点亮,则说明线圈从未产生过磁场
实验用普通线圈也行,只是超导线圈产生的效果更好
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【 在 zdg102 的大作中提到: 】
: 这回不算离谱,不过就一个楞次定律,来来回回被你发现很多次了。 普通导线就可以的,抖音上这类实验一大堆,和上次让你做的铝板和磁铁的实验一回事。拿一块铜板,让他落到磁铁上,在接近磁铁的时候,会出现明显停顿的。
: 理论上线圈也是可以的,但是线圈效果没有铜板好, 铜板相当于很多密密麻麻并行的线圈,效果会更明显,能肉眼可见。 此外,实际操作中,加 LED 是不行的, led有个导通电压,有电阻 , 会导致看不到效果。
: 总一下,你的理论没问题,但如果真实际操作有这么几个问题:
: ...................
LED灯好像不行,电压不够,灯不亮;电压过大,容易烧坏。可以用一个小灯泡来替代
这个实验的目的是验证当感生电流对外输出时,这个感生电流在线圈中是否还会产生磁场?
假如这个超导线圈不外连一个用电器,那么线圈在下落的过程中就会产生停顿,并最终悬浮在外磁场的上方的。用铜板来试,铜板在下落的过程中会有停顿,不再是纯正的自由落体运动,假如给铜板的两端连上一个小灯泡试试,看是不是还会这样?
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修改:md2006 FROM 120.225.241.*
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在教科书中,这回好歹没再用那个洛伦兹力来生搬硬套。用洛伦兹力的一个分力来解释直流电动机的工作原理,就是对洛伦兹力的机械照搬,让人难受。电子束在空间中的运动与导体中电子的运动完全不是一回事,外磁场对它们的作用也是不同的
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