科學玩具－電磁－渾沌擺

 
渾沌擺（又名電動平衡器）是一件適合用來認識物理的桌上型科學藝術品
有棒、球、環等等各類琳瑯滿目的外型，看似規律卻讓人產生摸不清的混沌感

渾沌擺是種結合重力、槓桿、力矩、能量轉換、電與磁相互作用的裝置藝術。上半部機構是由電鍍後的假金屬球（或環）、連桿與透明支架所組成；啟動之後，下半部（黑色底座內）的電磁鐵會持續運作，而讓上半部呈現出穩定且看似有規律的擺動。

它的核心物理概念是重心。任何物體，不論形狀規不規則，都有一個視為整體重量位置的「重心」。平衡器上雖然有許多向外延伸的小球（或環）與連桿，結構看似複雜，但由於個別重量小，所以加總起來的總重量仍不及最下方的單一大球的重量（畢竟還包了一塊大磁鐵），因此整個系統的重心位置位於支點的下方，因此能穩穩地座落在透明支架上。

力矩的概念也是重要的一環，當重心的位置在通過支點的鉛直線下方，物體能維持穩定，畢竟力臂為零，力矩即為零；但如果開始擺動，使得重心偏離鉛直線，其所產生的重力力矩就會使物體回至原處，也就是力矩會將大球拉回來。

如果只有重心、力與力矩，這裝置便是一件極為普通的擺飾
但加入電與磁的交互作用後，便搖身一變成為具有動態效果的機構

一般而言，這類平衡器的底座內配置了電池與線圈，當啟動電源後，電流通過螺旋形線圈，形成電磁鐵並在周圍產生磁場。電磁鐵上方的磁極與大球下方的硬磁鐵磁極相同，開始互斥，也就是這力量將大球屢屢推離最低點，形成連續的擺動。

小球與小球（或環與環）之間，也因為相同磁極而存有相互排斥的力量，讓球（或環）彼此間的相對轉動減緩了、加速了，甚至互往相反的方向轉動。

這類裝置吸引人的地方是看得見的動態視覺效果，並隱含高階而抽象的物理理論。然而機構運作時都難免有能量耗損，像是零件相互摩擦、空氣阻力等等，都會讓力學能逐漸轉換成無用的熱能，再加上電池持續使用而耗弱。長此以往，平衡器的擺動將會逐漸停止（當然，改為插電、整流變壓且不斷電就可以一直持續）。