中国科学技术馆之旋转的金蛋
2018-08-20文图中国科学技术馆李志忠
军事文摘 2018年16期
◎文图 中国科学技术馆 李志忠
当你每天乘坐电梯上下楼时,当你路过建筑工地看到高耸的塔吊时,当你骑着电动自行车飞驰时,你有没有体会到电动机为我们的生活带来的便利呢?电动机又是怎么工作的呢?在中国科技馆二层“探索与发现”A厅就有这样一件奇妙的展项,它的结构看起来很简单,却非常直观地为我们展示了电动机的原理,它就是“旋转的金蛋”。
按下台面上的开关,原来安静躺在圆盘上的金蛋开始慢慢旋转,并且随着旋转速度的增加,会逐渐直立起来。仔细观察这个展项就会注意到,在玻璃圆盘的下面布置了三组线圈,每组之间有120°的夹角。
为什么金蛋会旋转呢?答案就在这些线圈上。当我们按下开关接通电源后,在三组线圈中会通过三相交流电;与此同时,由于电磁感应的存在,围绕三组线圈会产生旋转的磁场。而摆放在圆盘中间的金蛋是一个闭合的导体,由于受到旋转磁场的影响,会在金蛋内部产生感应电流。于是,金蛋就受到了线圈产生的磁场作用,并沿着旋转磁场的方向开始转动。由于金蛋属于一半实心一半空心,随着旋转速度的增加就会自动直立起来了。
旋转的金蛋看似简单,其实它是我们生活中常见的电动机雏形。电动机的起源可以追溯到1820年,奥斯特关于电流磁效应的发现使人类认识到电流可以产生磁场。法拉第对电磁感应的阐释,又揭示了电力可以转换为旋转的动力。到了1837年,德国人雅克比设计了人类历史上第一个简易的电动机,人类终于揭开了电动机的神秘面纱。……
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