2023年1月30日 星期一

馬蓋先的時鐘

在馬蓋先水銀炸彈那集(絕對是經典之一)有許多有趣的科學
當然不可能當作教科書來讀
馬蓋先給的不是百分百的科學知識(人家又不是教育節目~~)
而是一種科學的思考模式,一種問題解決的思路,一種應用科學的態度
硬要去調侃裡面的科學實在是無聊至極(至少對我們這種忠誠的馬迷就是如此)

裡面的主角要解開其中一個利用計時才能開鎖的關卡
他很快想到利用增加電壓來加速石英鐘
這可以嗎?
基本一般上石英鐘是用一個晶振當作計時器
這個晶振透過IC計數,輸出一個較低頻率的交流電訊號輸入一組交流感應馬達
馬達收到訊號後帶動轉子再透過齒輪改變時針、分針、秒針的轉速
這個交流馬達的鐵芯兩邊不等價,因此磁場會產生微微的斜向分力
讓指針只能順時針旋轉



實測這組石英鐘
起振的頻率為0.5Hz



晶振有一個固定的頻率,理論上電壓確實會改變晶振的頻率
但其實影響並不大,至少要像影片加速成這樣是不可能的
我們實際測試,如下影片


基本上從1.5上升到3V左右
秒針的速度並沒有增為兩倍速
反而在電壓超過3V時啟動保護裝置不起振了
那要怎樣才能真正加速石英鐘呢?
那就要直接對交流馬達下手了

我們拆開將交流馬達的輸入端引出
再斷開原本的電路



手邊方便的交流電只有市電的60Hz
降壓後再通過1k的電阻限流,再輸入交流馬達
時鐘就飛快加速了~~



但這時因為電壓太高
原本的不等價鐵芯無法發揮功能
所以會隨機的正轉或反轉
只要輕觸幾次就可以選擇你要的轉向
這樣就能成功開鎖了~~