一個假日的晚上

小數蛙在家裡吃完飯後

覺得肚子好撐

想要出門走走

但自己運動又覺得好無聊

所以他打電話問狐狸貓

要不要一起去公園散步

狐狸貓思考一下後　就答應了小數蛙

他們約定好

七點在學校前的路口等待

十分鐘後

狐狸貓看到小數蛙騎著U-Bike的腳踏車

從遠遠的地方

氣喘吁吁的過來

等到和小數蛙會合後

狐狸貓陪著小數蛙牽著腳踏車

一起走路到學校旁邊的公園還車

就準備散步了！

散步了一陣子後

他們來到公園的座位區休息

小數蛙提出

他剛剛在騎車時觀察到的現象

他發現當自己騎腳踏車時

前面的LED車燈會開始發亮

但當他停止踩腳踏車時

車燈就不會亮了

這是為什麼呢？

狐狸貓決定先幫小數蛙複習

之前學的電磁感應

與感應電流

封閉線圈內的磁場產生變化時

線圈上會產生電流的現象

稱為「電磁感應」

所產生的電流

稱為「感應電流」

U-Bike在踩踏時

電燈會發亮

是因為內部有裝入發電機

一種利用電磁感應原理

將力學能轉換為電能的裝置

小數蛙還是很疑惑

他請狐狸貓再說多一點

狐狸貓告訴小數蛙

其實發電機

依照產生電流的方向是否改變

還可以再分為直流發電機

和交流發電機

狐狸貓決定先介紹直流發電機

狐狸貓用手機找到了

直流發電機簡易模型圖

向小數蛙介紹構造

發電機中有「永久磁鐵」

可以提供固定的磁場方向

螺線管導線兩端分別連接

兩半圓形的金屬環

稱為集電環

電樞裝置在場磁鐵中

能夠自由轉動

電刷則是固定的裝置

與電器相連接

將電流輸出

直流發電機轉動時

電流大小改變

但電流方向不變

當螺線管在場磁鐵中

順時鐘轉動時

因為螺線管內磁場發生變化

而使導線產生感應電流

此感應電流是因為

抗拒磁場變化而生

所以轉動時

線圈上的電流方向是會變的

要靠半圓形集電環

調整輸出的電流方向

而交流發電機

有兩個圓形的集電環

電流的大小與方向

隨時間呈週期變換

除了電流大小隨時間改變外

每轉半圈　電流方向也會改變一次

原來是這樣

但我怎麼覺得發電機的裝置

和之前所學的電動機裝置好像喔？

沒有錯

雖然電動機與發電機的構造非常相似

但兩者的原理卻大不相同

電動機

是利用電流磁效應

當電流通過線圈時

利用電流磁效應

與場磁鐵產生磁力交互作用而運轉

是電能轉成力學能的應用

而發電機

則是運用電磁感應

讓線圈中的磁場發生變化

產生感應電流

是力學能轉換成電能的應用

小數蛙騎腳踏車時

因為踩踏踏板

讓發電機的線圈

因磁場變化

而產生感應電流

因此　前面的車燈就發亮囉！

小數蛙回家後

將今天學到的知識做了以下的重點整理

發電機和電動機的裝置相同

都是由電樞、場磁鐵、集電環和電刷組成

可分為直流發電機

和交流發電機

相對於電動機

利用電流磁效應

將電能轉換成力學能

發電機

則是利用電磁感應

將力學能轉換成電能應用的裝置

最後

和狐狸貓與小數蛙一起來腦力激盪吧！

思考看看

生活中哪些用品是使用發電機原理

哪些是使用電動機原理？