電磁學

射頻識別(Radio Frequency Identification)

射頻識別(Radio Frequency Identification)
台中縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

所謂射頻識別(Radio frequency identification,RFID),也可稱為電子標籤是指利用射頻(radio frequency)達到資料存取比對的功能,其中射頻指的是波段在3 kHz~300 GHz、9 kHz~300 GHz及10 kHz~300 GHz的無線電波。因為是屬於無線電的一種,因此也有電磁波不易受到電磁場干擾的優點,再加上使用時,不必藉由機械接觸,因此更能加快貨物通過的速度。

上圖為美國沃爾瑪超市(Wal-Mart Stores, Inc.)現正使用中的射頻識別標簽(tag)。 射頻識別系統主要可以分成三種:主動式射頻識別標簽(active RFID tags)、被動式射頻識別標簽(passive RFID tags)與電池輔助被動式射頻識別標簽(battery assisted passive RFID tags,BAP)。 我國在射頻識別的發展也不遺餘力,經濟部在97年特別在南港軟體園區關貿網路股份有限公司特別設立射頻識別應用中心,目的在培育射頻識別系統人才與獎勵射頻識別產品開發,因此射頻識別在無線通訊而言,可以說是相當熱門的一項產業。

紅外線

紅外線 (Infra Red)
臺中縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

所謂紅外線(Infra Red,簡寫為IR) 指的是一種電磁波波長比可見光(400-700 nm)還長,但是比無線電波(又可稱為兆赫輻射,terahertz radiation,波長100 µm – 1 mm)與微波(microwaves,波長~30,000 µm)還短。紅外線的範圍大約在750 nm 到 100 µm之間。

變壓器(Transformer)

變壓器(Transformer)

台中縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

變壓器是一種能將一個電路的電能轉變到另一個電路,經由感應線圈。導體通常連接到一個鐵芯,在主線圈的時變電流會在變壓器的線圈內產生時變磁場,這個時變磁場會在次線圈產生時變電壓或感應電動勢,這個效應稱為互感。

電極封裝程成桶狀的單相變壓器,中心扣著次線圈,使用接地導體當做主線圈的一隻腳。

如果次線圈連接到負載,次線圈會產生電流,而電能會由主線圈傳到負載。在理想變壓器中,次線圈的感應電壓VS會正比於主線圈電壓VP,這個比值會等於次線圈的匝數比上主線圈的匝數, 恰當地選擇匝數比,如果NS大於NP,就能夠使交流電的電壓逐漸升高,如果NS小於NP,就能夠使交流電的電壓逐漸降低。 變壓器的大小變化範圍很大,小到像大頭針一般,它可以藏在麥克風裡面,大到數噸重的國家電力輸送網的連結部份,雖然大小不同,但是它們的操作原理都相同。雖然現在已經有新的技術發明出來取代變壓器的作用,但是在家用電路中,變壓器仍被使用著。變壓器對基礎高壓輸送是很重要的,對長途的電力輸送而言,仍具有相當經濟價值。

法拉第定律(Faraday’s Law)

法拉第定律(Faraday’s Law)
台中縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

全名為法拉第感應定律(Faraday’s law of induction),是法拉第(Michael Faraday)在1831年所發現的,另外亨利(Joseph Henry)也幾乎在同時發現類似的定律,但是由法拉第率先發表。後來,馬克斯威(Maxwell)也把它歸納進入馬克斯威方程式(Maxwell equations)中,用來描述時變磁場與感應電場間的關係式。

電磁學的發展(Electromagnetism)

電磁學的形成是由馬克士威(Maxwell)集靜電、靜磁、電流、電流磁效應與電磁感應五大領域而寫成馬克士威四大方程式而確立。然而電磁學的發展並不因為電磁學理論的完備而停止,後續還有很多的發展。 1905年愛因斯坦提出狹義相對論(specific relativity)主要是修正牛頓的時空絕對論與馬克士威的光速改變理論。對馬克斯威方程式而言,在不同坐標下,因為相對速度的改變,所以光速也會隨之改變,這種舊的轉換稱為伽利略轉換(Galilean transformation)。 但根據後來的實驗證實:真空中光速不隨觀察者的座標不同而改變,因此愛因斯坦在狹義相對論中提出:真空光速為定值的理論,且任何觀察者的座標系統下,均不可能超過真空光速。...
Pages