[去科技館學科學]哥倫布蛋與旋轉磁場

2021-02-15 中國科技教育

圖1 尼古拉·特斯拉(圖片來源:維基百科)

當然,特斯拉立起這個銅蛋時並沒有像哥倫布那樣把蛋的一頭碰破,而是利用了旋轉磁場。為了能更方便地介紹相關知識,還要從特斯拉發明交流電動機說起。

1882年,特斯拉發現了旋轉磁場,之後經過多年反覆試驗,特斯拉於1887年發明了第1臺交流感應電動機。但是由於當時使用的幾乎都是直流電,而且旋轉磁場也無法用肉眼直接觀察到,因此特斯拉必須想出非常直觀有效的方法讓投資人充分理解旋轉磁場,並相信由其驅動的交流電動機將有實際的應用價值和商業價值,於是「哥倫布蛋」登場了。

一次會議上,特斯拉向投資人提議,如果他能夠比哥倫布做得更好,不打破蛋殼就將蛋立起來,那麼就請投資人為他的交流電動機項目投資。投資人對此也頗感興趣,於是欣然答應。

隨後特斯拉便忙活起來,他把4個線圈繞在1個環形鐵芯上,線圈兩兩相對(如圖2左上角小圖所示),並將其固定在1個木盤下,同時他還製作了1個銅蛋和幾個銅球。當投資人再次來到實驗室時,特斯拉把銅蛋和銅球都放到木盤裡,並在木盤下的線圈中通入兩相交流電。此時令人驚奇的事情發生了,銅蛋和銅球好像受到了魔法的驅動似的快速旋轉起來,並且隨著轉速不斷加快,原來躺著旋轉的銅蛋竟然自己豎立了起來。

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