2017年5月6日 星期六

電子式開關的改裝_水冷扇


一直以來我對電子式的開關就不是很有好感
很多電器會壞掉
往往不是電器本身
而是開關的面板故障
這玩意兒一旦故障,除了整個面板換掉
幾乎沒有辦法維修
因此如果可以選擇普通開關,我幾乎都不用用電子式的控制面板
但...這件事可不是你能選擇的
為了強調許多所謂高科技的功能
比如說定時開關、遙控、多重選程(比如韻律風、洗衣機洗衣模式...)等
就非得加裝電子面板
看起來就高貴許多
當然錢也高貴了不少!!
也因此,市面上純類比開關的高單價電器越來越少了

去年買了一台水冷扇,花了六千多元
結果忽然有一天就這麼故障了
而且還過了保固...
天啊!!
放了一年,忽然覺得心有不甘
六千多難道就這樣飛了...
拆開一看
構造之簡單,讓人搥心肝
裡面原則上只有三樣東西
風扇、水幫浦、擺頭馬達




看到旁邊還有一個啟動電容,連接到風扇
因此這個風扇應該是交流馬達
面板看來是沒救了...



確認了一下這三樣電器的啟動電壓應該就是AC110V
小心直接上電源,果然都可以啟動!!
決定全部換上類比開關就好
不能太醜,不然老婆覺得會爆炸
利用原本的圓孔(後來發現還需要稍微擴孔),買了圓形的帶燈開關




帶燈開關的接法如下


重新設計的電路圖如下


風扇有四段
找不到合適的零件可以用
只好直接用兩組三段開關來接
花了兩個小時重新接線
終於搞定
雖然少了韻律風、定時和遙控
但這三樣似乎我也沒用過...



救了六千...
念書果然是有用的!!

2017年4月13日 星期四

火柴?磁鐵!_part2


這真的是一個有趣的事情!!
原來火柴裡面不是我們認知的只含有一些可燃(硫)或助燃(氯酸鉀)的物質
還需要有磁性物質(鐵)在裡面
當然這些磁性物質的存在和火柴的燃燒沒有關係
主要的原因是製程的問題
在火柴包裝的過程中需要將含有火藥的一端放在同一邊
早期的方法是利用稍微傾斜的平台
加上不斷的震動
就會讓有火藥的一端(相對較重)向下
也就可以方便包裝
但震動的過程中難免會讓火藥脫落
因此就有人發明了一個方法
那就是將火藥加入少許的磁性物質(應該就是鐵粉)
如此便可以利用電磁鐵將火藥端集中起來
包裝上也便利許多
是誰發明的呢?
1991年,山東人
還有國家專利呢!!




不過我嘗試了利用強磁都無法順利將火柴棒吸起來
應該是太重了
所以試著將火柴棒放在水面上
果然就可以被磁鐵吸引了


將火藥刮下來
的確也可以被磁鐵吸引

燃燒後就更明顯了?

為什麼呢?
是否是因為其他可燃和助燃的物質燒掉了
相對質量輕了許多
也就更容易吸起來了(大概吧...)


2017年4月11日 星期二

電磁漂漂船

法拉第將通電的導線放入水溶液中讓導線開始公轉
那如果沒有導線
水溶液本身會不會也產生相同的現象呢?
我們用培養皿作出一個甜甜圈
甜甜圈的內外圈都包上金屬膠帶
中間則放入強力磁鐵
將內外圈通電
再放入一些粉筆灰在水溶液上
可以看到粉筆灰開始旋轉了!!
同樣的,如果改變磁鐵方向或電流方向
旋轉方向也會改變

粉筆灰當然不會受到磁場的影響
主要是水溶液內部因磁場交互作用產生了力
進而推動了水溶液產生旋轉
所以...當初法拉第馬達會旋轉(公轉)的力
主要是來自"導線本身"產生的磁力(和外加磁場的交互作用)?
還是溶液導電之後內部產生的磁場呢?





這有沒有可能作成遊樂場的漂漂船啊~~
應該不小心就會被電死吧...

法拉第的馬達


科學史是最好進行統整或跨領教學的切入點
靜電的發現(從遠古到富蘭克林)、化學電池的發展(賈伐尼與伏打)、電與磁的相逢(從戴維到馬克士威)、原子結構(從道耳吞到波耳)、甚至延伸到二戰時期的近代物理(這是最精采的了!!)
這些都是科學史的好題材
不但可以一窺科學家們的人生故事
一個個也都是科學探究歷程的好題材
畢竟大家都喜歡聽故事
如何從故事中引出科學裡的人文
往往就可以吸引一些對科學無感的學生的注意力

但說故事是一回事
要從故事很流暢的連結到課本
又是另一個考驗老師功力的時候
這兩個最好的交叉點通常就落在實驗上了
重現當年科學家們所作的實驗
再從實驗切回我們希望孩子們觀察的現象
最後如何從這些現象再找出延伸的問題
或是整理出一個普遍性的原則
就是一個科學研究的簡單歷程

只是如何重現當年科學家們所做的實驗?
而這些實驗從現在的角度看來
有些其實是粗糙的可以~~
但這些經典的實驗卻開啟了人類通往文明的大門
每每總會讓人感到雀躍不已

法拉第的故事堪稱經典中的經典(細節就不多作贅述了)
話說1821年9月30日法拉第因為厄斯特的啟發(1820年)作出了史上第一個馬達
雖然過程中和渥拉斯頓有了一些發明權的爭執
但最後科學家們的風度依然戰勝了旁人的流言蜚語
這個法拉第馬達也因此在科學史上留下了一個位置
開啟了人類使用電動機的濫觴

法拉第到底做了什麼東西呢?
我們在燒杯中放入一個磁鐵
再加入電解質溶液(當年法拉第是用水銀)當作導電的介質
(附註:其實不建議使用食鹽水,因為電解過程中會產生氯氣,氫氧化鈉是最佳選擇,若不方便取得,小蘇打水也可以)
再將一小段導線連接上電源
另一端放入電解質溶液中
當導線放入水溶液中時,因為通電產生了磁場
就會和燒杯裡的磁鐵發生交互作用
導線就開始「公轉」了
嘗試改變磁鐵方向或電流方向就可以改變導線公轉的方向

2017年4月7日 星期五

電磁剎車


十年前有一次在研討會看到周祥順老師演示電磁剎車的原理

當時的我還是小毛頭一隻
只覺得台上都是神人
也開啟了我另一扇視野

十年後
某科大的老師偶然看到了這個影片
希望我可以幫忙試作這個教具
於是花了一個晚上
就搞出了這個小玩意兒

鋁片用之前做的小桌鋸車出一條條的細溝
再用冰棒棍固定





底部放兩組強磁,NS相對
當然要用AB膠固定好
不然就會吸在一起了
調整好間距
就可以來實驗了!!







如果是完整的鋁片
通過磁場時會產生一個相斥的磁場,同時在鋁片產生渦電流
所以鋁片會馬上停下來

若是換成有柵欄的鋁片
渦電流不易產生
當然也就沒有磁場
就可以自由擺動了

電子元件的包裝袋秘密

很多電子模組都會用這種黑色半透明的包裝袋 為什麼要用這種特殊的包裝袋呢? 用一般的PE袋或PVC袋不行嗎? 這就要回到電子電路的工作原理來說了 傳統電路主要靠電流來控制電路 電子電路則是靠電壓來控制 (這麼粗略的說法一定會被罵,但無法在三千字內說清楚就乾脆不說了,有興趣研究的可以...