磁力攪拌器
當攪拌範圍內放置了其他儀器，磁力攪器 可以發揮其特有的作用，尤其要作長時間攪拌。一般磁力攪拌器都連一個加熱裝置，如 (圖 354)，因為大部份溶質溶解度都會隨溫度增加而增加。
(圖354) 磁力攪拌連加熱器
14.1 裝組小型磁力攪拌器
一個可攜帶小型磁力攪拌器 (圖 355) 不僅可以在實驗室作學生小組儀器做理科實驗，也可以作為實驗室管理員之個人儀器。它有以下之優點：小巧，可攜帶和不受時間和地點控制，全電池或接市電長時間運作，即 AC/DC 兩用 (圖 356、357)。在家中也可以作攪拌用途，如攪伴飲料，各類溶液，更可作為一個課程完畢之紀念品。
(圖355)
(圖 356)
(圖357)
(i) 工作原理
磁力攪拌器有兩個旋轉磁棒。一個黏在電動機 (即摩打)，看不見。另一個看得見的則放在燒杯內。兩者之間有一段小距離。電動機上之磁棒轉動時帶動燒杯內之磁棒一起旋轉，起攪拌作用。燒杯內之磁棒要塗上一層鐵氟龍，防止酸鹼侵蝕。這枚磁棒叫攪拌子。造這款儀器需要一些基本電子製作技巧 (主題 8.1至8.3)。電烙鐵操作步驟也要知。不用全懂辨別所有電子零件，知道這款儀器需要之電子零件便可以了。簡易方法是寫下各款零件名稱和數量向零件銷售商購買。
(ii) 物料：
* 一個零件盒，用作儀器機身 (圖 358)
* 一個9V (6枚AA鹼性電池) 電池盒 (圖 359)
* 一個9V (6枚AA鹼性電池) 電池盒 (圖 359)
* 一枚白色攪拌子，一枚圓柱形強磁棒 (圖 361)
* 可變電源穩壓 IC LM 317 (圖 362)、1/4W 240 Ω 和 200 KΩ 碳阻各一
* 500 Ω 可變電阻 (圖 363)、二刀三擲選擇器 (圖 364)、3 mm 綠色超光LED 、大小旋鈕、2.1mm DC 插和插座 (圖 365) 、電線、膠腳
* 攪拌子之(家) (圖 366)
* 一塊白色方形亞加力膠片，規定攪拌子旋轉範圍 (圖 367)
* 強力接觸黏劑 (圖 368)
* 三氯甲烷溶劑 (化膠水)、針筒
(圖 358)
(圖 359)
(圖 360)
(圖 361)
(圖 362)
(圖 363)
(圖 364)
(圖 365)
(圖 366)
(圖 367)
(圖 368)
發光二極管 LED 符號：
(圖369) 以火柴頭比較 LED 大小
市面銷售多是圓形超光 LED，有一長一短兩接腳 (圖 169)。長腳接電池正極。3V直流電源便可使 LED 發出強力接近有顏色 (紅、黃、橙、綠、藍或白) 之單色可見光。LED 不可用交流電源，也不可用高於 3V 電源，否則會燒燬。 |
(iii) 儀器板面製作
在板面核定位置四個孔安放LED指示燈、二刀三擲選擇器、500 Ω 可變電阻、旋鈕和小攪拌子之(家)。板面左邊用強力接觸黏劑牢黏白色方形亞加力膠片。小攪拌子之 (家) 製作如下：於一根 24 (長) x 15 (闊) x 11 (高) mm 亞加力膠條鑽一個剛好容納半截小攪拌子之孔洞 (圖 370)。用強力接觸黏劑牢黏板面小孔處，亞加力膠條洞口剛好對正板面小孔。小攪拌子放入（住處）便找到了它的 (家)。取用小攪拌子時只要用手拿出突出之那一截便可 (圖 371、372、373)。
(圖370) |
(圖371)
(圖372)
(圖373)
(圖374)
安裝可變電阻和大旋鈕，用強力接觸黏劑黏上作指示燈用之 3 mm 綠色超光 LED。半完成板面 (圖 374)
(vi) 儀器底座製作
這部分製作需要安裝電池盒，一台電腦用 5V 小型電動機和 DC 插座。
首先用線鋸把零件盒底部開一個大小剛好套入電池盒的長方形孔洞 (圖 375)
(圖 375)
(圖 376)
(圖 377)
放入電池盒後反復多次用三氯甲烷溶劑黏牢 (圖 376) 。四邊彎角處修上膠腳 (圖 377) 。
(v) 電動機/強力磁鐵組合製作
置強力磁棒于電動機機葉中央，用強力接觸黏劑黏牢。注意一定要黏在電動機機葉之正中央，否則會引起不規則振動 (圖 378) 。把組合再用強力接觸黏劑和一小塊木板互接 (圖 379) 。木塊高度剛好令電動機/大磁石組合低於儀器機身板面，容許轉動。完成這兩步驟後再把整個組合置於機盒底部，即 9V 電池盒上面，用強力接觸黏劑黏牢。電動機/強力磁棒組合位置剛好在白色方形亞加力膠片中心下面。
(Fig. 378)
(Fig. 379)
(vi) Soldering of components and circuit
簡單電流控制是用一可變電阻串連電動機，電路如下圖所示：
按圖 380 所示，當電動機轉速變小或大時，消耗電流i也跟著變小或增加。據歐姆公式 V= i (R + r) ，V不變情況下 r 值減小令 i 變大，r值增加則令 i變小。可變電阻rheostat正好滿足這方面要求。不過，轉動不同移動，轉動需要多一種力量：力矩 (torgue) 或扭力。由停止變為轉動需要之電流並不同慢速時加快需要之電流增加，應稍為多一些。增加電流意味著增加電動機兩端電壓，同時也令可變電阻兩端電壓降低，因 V 不變。雖然r已變小，i也不會變得更大，電動機兩端電壓 (iR) 也得不到更大增加。可變電阻變動往往跟不上電動機轉速改變引起之瞬間電流變化，結果是電動機增/減速和調校可變電阻不同步。調低電阻得不到即時加速而調高電阻也不會即時減速。顯著例子是沒有辦法保恃只有數圈之轉速。
簡單地說，以上方法是
電源電壓不變，基於歐姆公式 V = iR 用可變電阻改變電流，令電動機轉速改變 |
不過這方法往往不是理想的。要控制電流同時也供給電動機大或小扭力便要考慮其他電路。
兩個常用方法：(i) 可控穩壓或 (ii) 調變脈衝寬度 (pulse-width modulation)
(圖380) IR 電路控制電動機
第二方法比第一個好，即令電流和電壓不變，但改變供電頻率去控制電力大小，改變扭力，從而改變電動機轉速，但線路比較複雜。第一個方法非常簡單，所以選用了第一個方法。
簡單地說，可控穩壓法是
變動但穩定電源電壓。因電動機 R 不變，V 變令i隨著改變。轉速變動受公式 V = (i) (R) 支配，i變動平穩，轉速也變動平穩。 |
(圖 381) 可控穩壓方法控制電動機
(圖 382) 小型磁力攪拌器線路
如圖381 所示，可控穩壓方法只需要一個穏定但可調校之供應電源。
小型磁力攪拌器採用圖 382 之線路。 2T3P選擇器選擇 (i) 9V 電池或 (ii) AC 12V 低壓輸入。可控穩壓 IC 採用很受用家歡迎之LM 317。如一般穩壓器，LM 317之輸入電壓要高於輸出電壓。不用理解IC 之運作原理，重温主题 8.3.3 穩壓器 IC應用線路。
改變電動機轉速需要改變電流。據公式 V = iR，R 是電動機之不變電阻，加大電壓便可增加電流令電動機加速。可控穩壓器正好符合這方面要點。電路設計可把輸出電壓穩定在 1.25V 至 [1.25 x ]，即 3.9V，之間。這幅度之電壓變化正好控制電動機由靜止至高速。500 Ω 可變電阻調校輸出電壓大小。電動機其實是電腦 CPU 散熱風扇，採用原因基於這類電動機耗電量非常少，可長時間不停轉動。線路所需零件不多，不必使用線路板，把零件互相焊接便可以了。
首先如 (圖 383) 焊接 LM 317，500 Ω可變電阻、二刀三擲選擇器、 1/4 W 240 Ω和 200 KΩ 電阻。
(圖 383)
(圖 384)
把焊接了之組合安放於板面，用螺絲修緊。 把 9V電池盒接線、500 Ω 可變電阻連LM 317和1/4W 240Ω 電阻組合、1/4W 200 KΩ 電阻、LED、發動機接線、二刀三擲 選擇器和DC插座用電線按線路互相焊接起來 (圖384) 。
完成之製作：
正面圖
(圖 385)
內部圖
(圖 386)
小攪拌子之（家）
(圖 387)
運作圖
(圖 388)
14.2 磁力攪拌器應用範圍
* 溶解度低之溶質，需要長時間攪拌才溶解， 如草酸鈉和硫酸銅結晶。
* 攪拌時同時間要容納其他儀器探測器，如 pH 滴定實驗測量 pH 值(圖 389)。
* 在特別儀器內，如容量瓶，進行攪拌。
* 實驗進行中製作其他備用溶液。
* 實驗室管理員個人專用儀器。
(圖389)
14.3 維修和保養
磁力攪拌器附有一白色磁力攪拌子，它可於何時何地即時以電池操作 。如現場有12V DC 低壓電源，也可照常操作。整個電路約耗 80 mA 電流，6 顆AA鹼性電池 (串聯成 9V) 可令攪拌子不停地轉動幾十小時。更換電池只需一年一次。用义電壓電池更佳。基本上不必用心打理。發現有問題可打開儀器，看看各接口有沒有鬆脫。