2018年10月23日 星期二

自然科學都一樣嗎?

最近在整備歐姆定律與焦耳定律的相關實驗
其實,要做出歐姆定律的現象幾乎是不可能的事情
因為不管怎麼選擇電阻
只要一通電就會產生熱效應
基本上就不會符合歐姆當初對實驗的規範(at a constant temperature and in a zero magnetic field)
Ohm´s Law states that: "In metallic conductors at a constant temperature and in a zero magnetic field, the current flowing is proportional to the voltage across the ends of the conductor, and is inversely proportional to the resistance of the conductor."
(http://www.learnabout-electronics.org/Resistors/resistors_11.php)
所以每次只要增加電壓
電流就會與預期的要小一點(電阻溫度上升了)
既然如此,我們學這個要幹嘛?
這些東西在真實世界根本不會出現啊~~

在基礎科學的世界裡,這種情況比比皆是
歐姆定律、慣性定律、理想氣體方程...
這些定律要能夠成立,必須要有許多嚴格的條件配合才行
因此許多學物理的人會選擇不接受實驗結果
因為實驗條件沒有在我預期的規範下
當然我就可以選擇不接受

但反觀"部分"化學或生物或地球科學("部分",不是全部)
很少有人會不接受實驗的結果
雖然我可能無法精準地解釋原因
但它就真實的存在啊~~
你只能接受,無法否定

那物理到底在堅持甚麼?
回到物理的本質(抱歉,這個用詞不好,您可以選擇不接受,以下出現也是如此)
物理最終是一種哲學觀,希望能釐清事物產生的原因
並能進一步預測未知的事情
當然,化學、生物、地球科學也有這樣的成分
但化學更重視實驗的結果(化學的本質就是實驗科學)
生物和地科更重視真實存在的現象如何詮釋
至於真正的原因...其實也沒人說得準
當然也就不是主要研究的方向
(以上僅代表個人想法,不回應反對觀點)

物理就不是這樣了~~
學物理的人最喜歡問為什麼
最熱衷找到一個可以精準判斷的法則
但在操縱變因超過三個以上時
幾乎就無法精準預測了
因此物理就會規範了許多條件(控制變因)
如此就可以預測出我想要的結果
雖然和真實世界不盡相同
但大方向是對的,也就可以藉由這個基礎慢慢逼近事實
這就是物理慣用的方法
類似數學概數的概念,先得到一個約略的數值
就可以有一個比較明確的方向
必要時再精準來計算

不同學科的學習方式其實差很多
想要用物理的腦袋學習生物
可能會搞死自己
想要用生物的腦袋學習物理
大概也會被物理的龜毛弄得精神分裂吧~~

2018年10月21日 星期日

NB充電器改裝大功率可調電壓電源供應器

很多人家裡都有許多不要的NB充電器
這個充電器的功率都不錯
不善加利用真的太可惜了~~


利用LM317就可以來調整電壓
LM317非常好用
它是一種線性電壓調整器
這種電壓調整器和串接電阻不同
它不會影響電流大小
但容易發熱,一定要加裝散熱片

接腳定義如下

通常都這麼接
再外加一個監控用兩用電錶
可以同時顯示電壓和電流,超讚的東西
我拿的充電器可以輸出15V,4A
但實際上可以輸出的電流更大
因為LM317單顆只能承受1.5A的電流
因此並聯了三個,以免過熱
但大電流的情況下也不建議長時間使用就是了
整體電路圖如下

做好像這個樣子









功率很讚,體積又小
並聯燈泡顯示出來的電流很漂亮





又有一個教學神器了!!
真高興~~

後記
後來發現LM317並聯好像不會平均分配電流
有些很熱,有些還好
可能要再重新設計一下了

2018年10月20日 星期六

煙霧產生器_煙霧迷漫等級

這種東西就是一有想法就停不下來...
用離子夾(曉薇指正的~~)來加熱是由外而內
根據之前製作的經驗
加熱要由內而外煙霧才出得來
因此找了三支電烙鐵來當加熱裝置
功率約有180W
在並聯一個風扇才能吹出煙霧
風扇的電源是DC12V
因此拆了一個電源供應器來用
大部分的線用連接器來處理
直接動用到110V務必、務必、務必加裝保險絲(2A)
千萬不要怕麻煩
不然你會更麻煩
電路圖如下

整體處理好之後找個紙盒來裝
不用擔心會過熱
因為甘油會幫忙吸收大部分的熱量
但靠近熱源處的紙盒還是貼上金屬膠帶保護一下
















測試結果
果真煙霧迷漫啊~~
可以是商品化的東西了



超簡單煙霧產生器

這幾天在科博館不斷出現煙霧產生器
這個東西之前就做過

相關原理與細節可以參考這篇
雖然原理相彷
但買來的煙霧大多了
心又開始癢癢的~~

之前收到曉薇老師送的一台整髮器
瓦數低,但溫度卻可以到230度



應該可以試試看
在加熱板上固定一塊棉花
上面在吸附甘油
這樣就搞定了


加熱速度很快
但因為是由外向內加熱
因此只要直接用整髮器拍打棉花就會產生大量無毒的煙霧
範圍較大,適合光學的實驗
但要做空氣砲就要花一些時間填充了

2018年10月19日 星期五

自製無扇葉風扇

今天科工館的老師利用無扇葉風扇做了一些和氣流有關的實驗
無扇葉風扇其實就是個誤導名詞
基本上一定有扇葉
只是扇葉藏在機身裡面
上方的導流裝置才是重點
這個導流裝置可以引進後方的空氣(真正的進氣孔在下方)
讓氣流倍增,因此風力就可以更強

很多老師看完對我笑了一下
我不敢回應他們
但回家後...心癢啊~~

先用數學算出我要的大小
藍字是模型
等比率放大就是我要的紅字

風扇的部分就用之前做的空氣清淨機就好

剛好也可以兩用
而且風扇本來就藏在裡面了

所有東西用PP板來裁切
基本上分成兩個圈圈


中間各留約兩公分的空隙讓氣流通過
疊起來就搞定了






配合我原本的空氣清淨機再加上底座
儘量不要留空隙
氣流才會強
搞定!!










煙霧產生器偵測看看
確實引入後方的氣流了

我真是無可救藥的瘋子

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...