為什麼悠遊卡不用電池,也不用讀卡機就能感應?原來是因為設計中暗藏1個玄機

2023-01-14 10:30

? 人氣

其他如進出家門的感應磁扣、停車場的票卡、信用卡感應支付、國道收費系統ETC等,皆是應用無線射頻辨識系統RFID的技術,只不過國道收費系統ETC的感應器的感應距離約需60公尺內,才能順利讀取通過車輛的相關資訊。

[啟動LINE推播] 每日重大新聞通知

物理小教室|手機行動支付的物理學原理

手機支付的運作原理也是基於RFID發展而出的近場通訊(near-field communication,NFC) 技術。目前近場通訊技術採用頻率為13.56 MHz的電磁波,以106 kbit/s、212 kbit/s 或424 kbit/s 這3種速率傳輸資料,bit 翻譯為位元,是電腦資料的最小單位。

利用手機支付時,須靠近刷卡機約4公分距離內,此時可藉由電磁波傳遞相關資訊,完成付款手續。近場通訊技術不只有用在手機支付, 也可運用傳輸文字、照片、音樂檔案,是目前手機常見的內建功能。

物理小教室|電磁感應的進階說明

電動勢(electromotive force, emf)可以驅動導體內的電荷移動, 產生電流。電池因為內部材料的屬性,會在正負極產生固定的電位差或電壓。電動勢是電池正負極間的電位差,也常稱為電壓,其國際單位制(SI)單位為伏特(V)。

導體內的電流與電壓成正比,假設導線的電阻及電池的內電阻都可略去不計,電路中流動的電流是電壓與電阻相除後的數值。可知電池的電動勢,可以驅動迴路上的電流,讓燈泡發光發熱。

然而,一個未接電源的迴路導線圈,可不可能產生電流?可以。若是通過迴路導線圈的磁場變化或磁通量改變,也會產生感應電流,這是發電機的原理,也是物理學家法拉第和冷次的電磁感應概念。

電磁爐和捷運列車的磁煞車也是運用電磁感應的概念。電磁爐內部的主要構造是由絕緣體包覆的導線環繞的線圈,當交流電通過線圈時, 電磁爐表面就會產生隨時間改變的磁場,這個磁場的變化會同時在鍋子底面產生應電流,再透過電流熱效應加熱鍋子,也加熱食物。

作者介紹|簡麗賢

現任北一女物理教師,任教高中36年,熱愛教學與寫作,致力科學教育和口語表達。學生稱他「上課條理分明、板書工整漂亮、說話字正腔圓、中氣十足、穿著富有造型的領帶老師」。

本文經授權轉載自商周出版《我們的生活比你想的還物理:新聞時事X日常生活的物理真相大揭密》(原標題:悠遊卡的設計原理)

責任編輯/梁溶珈

關鍵字:
風傳媒歡迎各界分享發聲,來稿請寄至 opinion@storm.mg

本週最多人贊助文章