我要先自首
原本家電醫生初階班想要用示意的方法說明交流電的發電過程
並沒有實際實驗過
因此笨笨地用了兩組線圈來代表兩條火線端
但實際做了模型測量後...
我錯了！果然我的腦袋並沒有想像中好用
還是要用實驗來輔助才能理解
我們製作了如下的教具進行實驗
1. 若在線圈上方平行放一條磁鐵，利用減速馬達轉一圈
線圈兩端用示波器抓取電壓
出現一個從最高點或最低點開始的正弦波
2. 若一開始磁鐵垂直線圈，轉一圈
出現的才是從零開始的正弦波
發電廠出來的交流電有兩條火線
這兩條火線的相位差了180度
也就是說剛好一正一負
實際上就是上面實驗中線圈的兩端
因為從線圈的角度來說，電流剛好是一進一出
如下示意
出的地方為正，進的地方為負
就是我們進屋的兩條火線
並不是兩組線圈，其實是一組線圈的兩端
我們上述的實驗就好像是連接兩條火線端
實際上我們家用電所謂110V的電壓
是指單一條火線的對地電壓
但因為我們的發電機模型並沒有先對地連接
因此如果直接用示波器負極連接地線，測試端(正極)連接線圈其中一端
出來的電壓會很小，示波器的干擾也會很嚴重
因此實務上的做法會用雙通道示波器分別連接線圈的兩端
負極可以懸空或連接地線
測量出來才會是類似家用電LN兩端的電壓
也可以看到線圈兩端的相位差剛好就是180度
這樣才是比較正確的敘述
理論分析出來，就可以再進行以下的實驗了
接下來如果我們連續旋轉
就可以得到一個連續發電的交流電正弦波
以下為了方便，我們就直接將線圈的兩端稱為L1和L2(符合家用電火線的稱呼)
當我們用單通道示波器連接L1和L2(也就是兩條火線相接，火對火)
結果如下
Vmax：586mV
Vmin：644mV
若用雙通道示波器連接L1、L2，負極接地或懸空(也就是LN或LG相接，火對地)
結果如下
Vmax：254-269mV
Vmin：237-371mV
由上可以發現火對地的電壓差不多就是火對火的一半
這和我們認知的市電配線結果是一樣的
若磁場旋轉速度更快
正弦波的雜訊也會變小
電壓就會很漂亮了
如下影片
若頻率不變，當磁鐵越接近線圈，出來的電壓也越大
若距離不變，當頻率越高，出來的電壓也越大
這樣的結果如果沒透過實驗
我這顆豬腦袋真的是無法理解啊~~
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