國立台中教育大學 NTCU

科學教育與應用學系

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魔法電磁爐

             電磁爐除了加熱煮食,還有特異功能喔!
操作步驟與現象:

準備器材:電磁爐、電線、小燈泡、鋁箔紙

電磁爐是常見的家庭電器,用來加熱與煮食。除了加熱以外,電磁爐還有其他特異功能喔!

取漆包線約一公尺長,將二端的漆刮除,以利通電。將漆包線捲成直徑約十公分的圓圈狀,二端分別接上小燈泡得正負二端。最後將漆包線與燈泡放在電磁爐上,漆包線線圈放在電磁爐中央(如圖一)。先設定電磁爐為最小火力(保溫功能的最低溫度即可),可以看到燈泡開始一暗一亮的閃閃發光囉!(如圖二)

注意事項:直流電的小燈泡很容易燒壞,打開電磁爐之前,必須確定火力已經調為最小。

        圖一                   圖二
               觀看實驗影片(5.9M)
原理:

電流流動時能感應產生磁場,而磁場發生變化(磁通量的變化)時也能產生電流。電磁爐的原理是先由輸入的電流產生磁場,而由於電磁爐先由「功率晶體」將電流轉變成高週波電流,且為有規律地改變電流方向(每秒鐘上萬次),因此藉由「磁熱線圈」產生的電磁場也是不斷地改變磁場方向。

電磁爐產生磁通量的變化後,就可以讓鐵質的鍋子產生感應電流,此電流又稱為「渦電流」(eddy current)。在鍋底的渦電流,則因為金屬導體的電阻關係而產生了大量的熱。

簡而言之,電磁爐的加熱過程是:

因此漆包線受到電磁爐產生的磁場的影響,產生了感應電流,而由於電磁爐的磁場是規律性的變化,因此燈泡才會一亮一暗的閃爍。

延伸的科學遊戲:

除了讓燈泡發亮,電磁爐還可以表演跳舞!首先將鋁箔紙剪成圓圈狀(直徑5~15公分皆可),並在中心剪出一個可以讓竹筷自由進出的小洞。將剪好的鋁箔紙放在電磁爐中央,並取一根竹筷插在鋁箔紙中央的洞(如圖三),打開電磁爐開關,將火力調到加熱的大火,鋁箔紙就會開始上上下下的跳起舞來了。(如圖四)

鋁箔紙上下跳動的原理是:鋁箔紙受到電磁爐的電流而產生感應磁場,此磁場與電磁爐的磁場互相規律的排斥,因此就會一上一下的跳動了。

注意事項:直打開電磁爐後,千萬不要用手或筷子壓住鋁箔紙,如此會讓鋁箔紙溫度會快速的上升(甚至燒起來),很容易燙傷。

       圖三                    圖四

觀看實驗影片(7.2M)