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法拉第(MichaelFaraday)生平故事愛讀書的釘書匠法拉第法拉第的治學方法科學的開始-386頁的筆記1810年,英國皇家學會最負盛名的科學家—戴維,做連續四場的演講,講題是「自然哲學」,也就是現在所謂的「科學」,當時法拉第也去聽演講,並且做了完整的筆記。法拉第在厭倦了他的職業之後,寫了一封信給戴維,內容不外是對戴維的崇敬,以及希望幫他介紹工作,同時他還附上386頁的筆記,做為他專心聽講的證據(這份筆記現在仍保存在皇家學院)。戴維是當今最偉大的科學家,怎麼會肯花時間為一個窮苦的釘書匠回信呢?但是戴維卻回信了,而且經由他的介紹,法拉第得以擔任皇家學會的實驗室助手,從此展開他的研究歷程。法拉第展露才華的開始法拉第也做化學實驗,他相信氣體也可以變為液體。他寫了篇論文給皇家學會,戴維看到那篇文章,並加上一些註解,表示這個論文的實驗有某些部分,他曾經參加過意見。法拉第當然沒有異議,於是這篇論文便在會中宣讀了,但是戴維卻無法容忍,一個釘書匠又是男僕的法拉第,居然會得到那麼大的榮耀,戴維一直認為自己是英國最偉大的科學家,他不願意有人搶了他的風釆。因此,當有人提議讓法拉第成為皇家學會會員的時候,戴維便堅決反對。而投票的結果,僅只一票反對,其他人都贊成,於是法拉第順利的成為皇家會會員,使他有更多的機會和參與科學家們研究。法拉第在科學上的重要貢獻第一台發電機的出現不曉得自己有多偉大的科學家什麼是法拉第電磁感應定律?發電機例如,鼓輪發電機。(矩形線圈以角速率ω轉動,其所處的磁場B大小固定,並向外呈放射狀指出。上下兩塊碟片的邊沿會導電,而電流則由旁邊的電刷收集。)而另一種實現這種構想的發電機就是法拉第碟片,簡化版本如下圖。(碟片以角速率ω旋轉,在靜磁場B中環行地掃過導電的半徑。磁洛倫茲力v×B,沿着導電半徑到導電邊沿驅動着電流,並從那裏經由下電刷及支撐碟片的軸完成電路。因此,流由機械運動所產生。)在法拉第碟片這一例子中,碟片在與碟片垂直的均勻磁場中運動,導致一電流因洛倫茲力流到向外的軸臂裏。明白機械運動是如何成為驅動電流的必需品,是很有趣的一件事。當生成的電流通過導電的邊沿時,這電流會經由安培環路定理生出一磁場(圖中標示為InducedB)。因此邊沿成了抵抗轉動的電磁鐵。在圖的右邊,經轉動中軸臂返回的電流,通過右邊沿到達底部的電刷。此一返回電流所感應的磁場會抵抗外加的磁場,它有減少通過電路那邊通量的傾向,以此增加旋轉帶來的通量。因此在圖的左邊,經轉動中軸臂返回的電流,通過左邊沿到達底部的電刷。感應磁場會增加電路這邊的通量,減少旋轉帶來的通量。所以,電路兩邊都生成出抵抗轉動的電動勢。儘管有反作用力,需要保持碟片轉動的能量,正等於所產生的電能(加上由於摩擦、焦耳熱及其他消耗所浪費的能量)。所有把機械能轉化成電能的發電機都會有這種特性。補充另外,雖然法拉第定律經常描述發電機的運作原理,但是運作的機理可以隨個案而變。當磁鐵繞着靜止的導電體旋轉時,變化中的磁場生成電場,而電場就會通過電線推着電荷行進,稱為感應電動勢。另一方面,當磁鐵靜止,而導電體運動時,運動中的電荷的受到一股磁力,而這磁力會通過電線推着電荷行進,稱為運動電動勢。電動機又稱為馬達或電動馬達,是一種將電能轉化成機械能,並可再使用機械能產生動能,用來驅動其他裝置的電氣設備。分為交流電動機及直流電動機,其原理如下:馬達的旋轉原理的依據為弗林明左手定則,當一導線置放於磁場內,若導線通上電流,則導線會切割磁場線使導線產生移動。電流進入線圈產生磁場,利用電流的磁效應,使電磁鐵在固定的磁鐵內連續轉動的裝置,可以將電能轉換成力學能。與永久磁鐵或由另一組線圈所產生的磁場互相作用產生動力直流馬達的原理是定子不動,轉子依交互作用所產生作用力的方向運動。交流馬達則是定子繞組線圈通上交流電,產生旋轉磁場,旋轉磁場吸引轉子一起作旋轉運動直流電動機的工作原理圖(一):(此為一個簡單的直流電(D.C.)電動機。當線圈通電後,轉子周圍產生磁場,轉子的左側推離左側的磁鐵,並被吸引到右側,從而產生轉動。)直流電動機的工作原理圖(二):(轉子依靠慣性繼續轉動。)直流電動機的工作原理圖(三):(當轉子運行至水平位置時電流變換器將線圈的電流方向逆轉,線圈所產生的磁場亦同時逆轉使這一過程得以重複。)直流馬達的基本構造:包括「電樞」、「場磁鐵」、「集電環」、「電刷」。電樞:可以繞軸心轉動的軟鐵芯纏繞多圈線圈。場磁鐵:產生磁場的強力永久磁鐵或電磁鐵。集電環:線圈約兩端接至兩片半圓形的集電環,隨線圈轉動,可供改變電流方向的變向器。每轉動半圈(180度),線圈上的電流方向就改變一次。電刷: