磁力搅拌器
当搅拌范围内放置了其他仪器，磁力搅器可以发挥其特有的作用，尤其要作长时间搅拌。一般磁力搅拌器都连一个加热装置，如 (图 354)，因为大部份溶质溶解度都会随温度增加而增加。
(图354) 磁力搅拌连加热器
14.1 装组小型磁力搅拌器
一个可携带小型磁力搅拌器 (图 355) 不仅可以在实验室作学生小组仪器做理科实验，也可以作为实验室管理员之个人仪器。它有以下之优点：小巧，可携带和不受时间和地点控制，全电池或接市电长时间运作，即 AC/DC 两用 (图 356，357)。在家中也可以作搅拌用途，如搅伴饮料，各类溶液，更可作为一个课程完毕之纪念品。
(图355)
(图 356)
(图357)
(i) 工作原理
磁力搅拌器有两个旋转磁棒。一个黏在电动机 (即摩打)，看不见。另一个看得见的则放在烧杯内。两者之间有一段小距离。电动机上之磁棒转动时带动烧杯内之磁棒一起旋转，起搅拌作用。烧杯内之磁棒要涂上一层铁氟龙，防止酸碱侵蚀。这枚磁棒叫搅拌子。造这款仪器需要一些基本电子制作技巧 (主题 8.1至8.3)。电烙铁操作步骤也要知。不用全懂辨别所有电子零件，知道这款仪器需要之电子零件便可以了。简易方法是写下各款零件名称和数量向零件销售商购买。
(ii) 物料：
* 一个零件盒，用作仪器机身 (图 358)
* 一个9V (6枚AA碱性电池) 电池盒 (图 359)
* 一台计算机用5V小型电动机 (图 360)
* 一枚白色搅拌子，一枚圆柱形强磁棒 (图 361)
* 可变电源稳压 IC LM 317 (图 362)、1/4W 240 Ω 和 200 KΩ 碳阻各一
* 500 Ω 可变电阻 (图 363)、二刀三掷选择器 (图 364)、3 mm 绿色超光LED 、大小旋钮、2.1mm DC 插和插座 (图 365) 、电线、胶脚
* 搅拌子之(家) (图 366)
*一块白色方形亚加力胶片，规定搅拌子旋转范围 (图 367)
* 强力接触黏剂 (图 368)
* 三氯甲烷溶剂 (化胶水)、针筒
(图 358)
(图 359)
(图 360)
(图 361)
(图 362)
(图 363)
(图 364)
(图 365)
(图 366)
(图 367)
(图 368)
发光二极管 LED 符号：
(图369) 以火柴头比较 LED 大小
市面销售多是圆形超光 LED，有一长一短两接脚 (图 169)。长脚接电池正极。3V直流电源便可使 LED 发出强力接近有颜色 (红、黄、橙、绿、蓝或白) 之单色可见光。LED 不可用交流电源，也不可用高于 3V 电源，否则会烧毁。
(iii) 仪器板面制作
在板面核定位置四个孔安放LED指示灯、二刀三掷选择器、500 Ω 可变电阻、旋钮和小搅拌子之(家)。板面左边用强力接触黏剂牢黏白色方形亚加力胶片。小搅拌子之 (家) 制作如下：于一根 24 (长) x 15 (阔) x 11 (高) mm 亚加力胶条钻一个刚好容纳半截小搅拌子之孔洞 (图 370)。用强力接触黏剂牢黏板面小孔处，亚加力胶条洞口刚好对正板面小孔。小搅拌子放入（住处）便找到了它的 (家)。取用小搅拌子时只要用手拿出突出之那一截便可 (图 371、372、373)。
(图370)
(图371)
(图372)
(图373)
(图374)
安装可变电阻和大旋钮，用强力接触黏剂黏上作指示灯用之 3 mm 绿色超光 LED。半完成板面 (图 374)。
(vi) 仪器底座制作
这部分制作需要安装电池盒，一台计算机用 5V 小型电动机和 DC 插座。
首先用线锯把零件盒底部开一个大小刚好套入电池盒的长方形孔洞 (图 375) 。放入电池盒后反复多次用三氯甲烷溶剂黏牢 (图 376) 。四边弯角处修上胶脚 (图 377) 。
(图 375)
(图 376)
(图 377)
(v) 电动机/强力磁铁组合制作
置强力磁棒于电动机机叶中央，用强力接触黏剂黏牢。注意一定要黏在电动机机叶之正中央，否则会引起不规则振动 (图 378) 。把组合再用强力接触黏剂和一小块木板互接 (图 379) 。木块高度刚好令电动机/大磁石组合低于仪器机身板面，容许转动。完成这两步骤后再把整个组合置于机盒底部，即 9V 电池盒上面，用强力接触黏剂黏牢。电动机/强力磁棒组合位置刚好在白色方形亚加力胶片中心下面。
(图 378)
(图 379)
(vi) 电路和零件焊接
简单电流控制是用一可变电阻串连电动机，电路如右图所示：
按图 380 所示，当电动机转速变小或大时，消耗电流i也跟着变小或增加。据奥姆公式 V= i (R + r) ，V不变情况下 r 值减小令 i 变大，r值增加则令 i变小。可变电阻rheostat正好满足这方面要求。不过，转动不同移动，转动需要多一种力量：力矩 (torgue) 或扭力。由停止变为转动需要之电流并不同慢速时加快需要之电流增加，应稍为多一些。增加电流意味着增加电动机两端电压，同时也令可变电阻两端电压降低，因 V 不变。虽然r已变小，i也不会变得更大，电动机两端电压 (iR) 也得不到更大增加。可变电阻变动往往跟不上电动机转速改变引起之瞬间电流变化，结果是电动机增/减速和调校可变电阻不同步。调低电阻得不到实时加速而调高电阻也不会实时减速。显著例子是没有办法保恃只有数圈之转速。
简单地说，以上方法是：
电源电压不变，基于奥姆公式 V = iR 用可变电阻改变电流，令电动机转速改变 。
不过这方法往往不是理想的。要控制电流同时也供给电动机大或小扭力便要考虑其他电路。
(图380) IR 电路控制电动机
两个常用方法：
(i) 可控稳压或 (ii) 调变脉冲宽度 (pulse-width modulation)
第二方法比第一个好，即令电流和电压不变，但改变供电频率去控制电力大小，改变扭力，从而改变电动机转速，但线路比较复杂。第一个方法非常简单，所以选用了第一个方法
简单地说，可控稳压法是：
变动但稳定电源电压。因电动机 R 不变，V 变令i随着改变。转速变动受公式 V = (i) (R) 支配，i变动平稳，转速也变动平稳。
(图 381) 可控稳压方法控制电动机
(图 382) 小型磁力搅拌器线路
如图381 所示，可控稳压方法只需要一个穏定但可调校之供应电源。
小型磁力搅拌器采用图 382 之线路。 2T3P选择器选择 (i) 9V 电池或 (ii) AC 12V 低压输入。可控稳压 IC 采用很受用家欢迎之LM 317。如一般稳压器，LM 317之输入电压要高于输出电压。不用理解IC 之运作原理，重温主题 8.3.3 稳压器 IC应用线路。
改变电动机转速需要改变电流。据公式 V = iR，R 是电动机之不变电阻，加大电压便可增加电流令电动机加速。可控稳压器正好符合这方面要点。电路设计可把输出电压稳定在 1.25V 至 [1.25 x (1 + 500/240)]，即 3.9V，之间。这幅度之电压变化正好控制电动机由静止至高速。500Ω 可变电阻调校输出电压大小。电动机其实是计算机 CPU 散热风扇，采用原因基于这类电动机耗电量非常少，可长时间不停转动。线路所需零件不多，不必使用线路板，把零件互相焊接便可以了。
首先如 (图 383) 焊接 LM 317，500 Ω可变电阻、二刀三掷选择器、 1/4 W 240 Ω和 200 KΩ 电阻。
(图 383)
(Fig. 384)
把焊接了之组合安放于板面，用螺丝修紧。 把 9V电池盒接线、500 W可变电阻连LM 317和1/4W 240W 电阻组合、1/4W 200 KW 电阻、LED、发动机接线、二刀三掷 选择器和DC插座用电线按线路互相焊接起来 (图384) 。
完成之制作：
正面图
(图 385)
内部图
(图 386)
小搅拌子之（家）
(图 387)
运作图
(图 388)
14.2 磁力搅拌器应用范围
* 溶解度低之溶质，需要长时间搅拌才溶解， 如草酸钠和硫酸铜结晶。
* 搅拌时同时间要容纳其他仪器探测器，如 pH 滴定实验测量 pH 值(图 389)。
* 在特别仪器内，如容量瓶，进行搅拌。
* 实验进行中制作其他备用溶液。
* 实验室管理员个人专用仪器。
(图389)
14.3 维修和保养
磁力搅拌器附有一白色磁力搅拌子，它可于何时何地实时以电池操作。如现场有12V DC 低压电源，也可照常操作。整个电路约耗 80 mA 电流，6 颗 A A碱性电池 (串联成 9V) 可令搅拌子不停地转动几十小时。更换电池只需一年一次。用义电压电池更佳。基本上不必用心打理。发现有问题可打开仪器，看看各接口有没有松脱。