東方王科學祕密基地

電磁好夥伴　掌控磁力　玩轉電磁力

　你看過回收場裡能把整輛車吊起來的起重機嗎？這可是電磁鐵的妙用呢！

實驗材料

　行動電源及充電線（或電池盒及乾電池）、漆包線、鐵釘（吋半，約5公分長）、砂紙、迴紋針。

實驗步驟

１在鐵釘上纏繞漆包線，至少纏繞一百圈；頭尾端保留五公分左右，用砂紙磨掉漆包線頭尾端，使金屬裸露。(如圖1)

２將漆包線與電池盒的正負極電線相接，並開通電源，就能看到鐵釘產生磁性——將附近迴紋針吸引，如果拔除電源，迴紋針則會落下。(如圖2)

３如果家中沒有電池盒，也可以將充電線連接電器端剪開，去除外部電線皮，再小心去除內部較細電線的皮，大約露出兩公分電線銅絲即可。(如圖3)

４將銅絲分別與漆包線兩端相接，並連接行動電源或充電頭，也能吸引迴紋針呵！(如圖4)

原來如此

電磁鐵磁力可隨意控制

　通電能產生磁力，歸功於電與磁之間特殊交互關係，相關研究最遠可追溯到一八五二年丹麥科學家厄斯特的發現。

　厄斯特觀察到磁針在通電的電線周邊會偏轉，經過嚴謹測試才證實是源於電流經過，會使周遭產生磁場，且磁場與電流方向有關，這個現象稱為「電流的磁效應」。

　本實驗在接上直流電源（例如電池或行動電源）後，漆包線纏成的線圈就會因「電流磁效應」產生磁場，進而如磁鐵般吸附迴紋針。在這裡使用鐵釘除方便纏繞外，更有加強磁性的效果。由於線圈跟鐵釘的磁性是因電流產生，當切斷電源後自然失去磁力，所以這種裝置又稱為電磁鐵。

　電磁鐵比起一般磁鐵，最大優勢就是可以透過通入電流或電壓大小、線圈纏繞匝數等方式，人力控制磁力強度變化，既能做出僅吸數枚迴紋針的小磁鐵，也能做出大到能吸附整輛汽車的金屬起重機，非常方便實用。

　其實電與磁的交互應用，能使用在許多方面，諸如電話、音響揚聲器、變壓器、馬達等，都應用了相關原理。接下來利用磁鐵搭配電池做個實驗，再玩一下吧。

再玩一玩

讓錫框不斷旋轉

１準備電池、強力磁鐵，並取一段約三十公分長的焊錫，將它摺成較扁長的「凹」字形，其中凹字寬度約為電池兩倍，高度則約為電池與磁鐵相加(如圖5)。

注意：本實驗不能用鐵絲進行，免得被磁鐵吸住反而無法旋轉。

２將強力磁鐵貼在電池負極位置，打橫擺放，方便比對尺寸。將焊錫摺成的凹字依照裝置微調寬與高，最後把凹字底部直線，沿磁鐵圓周摺成立體半圓形(如圖6)。

３將電池與磁鐵改為直立放置，並把錫框如圖擺放，使頂部尖端下方與正極相接，底部半圓則纏繞強力磁鐵(如圖7)。

　剛一放定，錫框就自己旋轉起來，原來是因為電池傳遞進錫框的電流產生磁場，與下方強力磁鐵的磁場時而吸引，時而排斥，終於造成不斷旋轉現象。這與馬達運作原理異曲同工呵！