風扇構造與維修原則

很多人第一次嘗試修家電幾乎都是電風扇

特殊形式，例如大廈扇、水冷扇、變頻扇、循環扇、戴森扇等不說

一般電風扇不管是立式或廂型，幾乎都是大同小異

只要了解它的構造和原理

基本上都可以找到問題，維修也就很容易上手了

拆一支最常見的立扇當例子

裡面的構造很簡單，單相感應式交流馬達、擺頭齒輪箱(箱扇沒有)、開關、啟動電容、電線、風向馬達(箱扇才有)

就這樣

電路圖幾乎都如下，沒太多例外

首先從電源端開始查線

歐姆檔調到最小，測量從插頭到開關處的電線電阻

若大於2歐姆以上，就要考慮換線

接下來開關也容易因為長時間開開關關

瞬間產生的電弧讓接觸的銅片氧化

美工刀刮一刮通常也可以救回來

另外還常見的就是開關跳不回來

這大部分都是彈簧或是上方的固定鐵片生鏽

WD-40給他下去就對了

轉不順，這種症頭可能有兩個原因

一個就是轉軸(轉子)卡住

一樣WD-40給他下去，手動轉個幾十圈讓WD-40吃進去

最後要再滴一些潤滑油

WD-40雖然有潤滑的功能，但對金屬也有些許的腐蝕性

長時間來說還是加上一些潤滑油才是王道

另外就是啟動電容損壞

外觀若沒有明顯懷孕

那就要用電容表來檢查

若明顯低於標示容量，就要更換了

最後是連啟動都沒辦法

如果開關、電線、電容都沒問題

那就必須拆開馬達了

馬達有兩組線圈，一個主線圈，一個啟動線圈

這種感應式馬達轉動的原理之後再說

連接兩組線圈的地方有一根溫度保險絲，防止馬達過熱

這支標示130度，2A

三用電表測測看，如果電阻無限大

那就要換了

最後如果還是不會動

八成就是線圈燒毀了

將原本拉出來的主線圈接頭分別和啟動線圈接頭量看看是否有電阻

有就是正常，若無限大就是斷了

這時候...恭喜你，可以買新電扇了

另外，線圈的電阻要多少才算正常呢?

請數學幫忙了

若電扇60W(最強的風)，R=V^2/P=115*115/60=220歐姆

擺頭齒輪箱要壞的機率不高

無法擺頭通常都是連接的塑膠接點碎裂

這就要現場判斷，無法隔空抓藥了

循著這些步驟

大概就沒問題了

有興趣的試試看吧~~

中性線帶電嗎?

原本在屏東的家電醫生試辦場要演示漏電斷路器(ELB)的實驗

但卻怎麼都無法成功

原本以為是漏電設定的電流太小

加大到35mA，漏電斷路器還是無法跳脫

不能讓大家等我一個，只好暫時先做罷(我回家後測試是正常的)

結果在測量地線(G)是否有連接時，火線(L)和G為零就是沒接

L和G為110V~115V就是有接

結果有些L-G竟然出現幾十伏的電壓?，但也不是全部都有

當時腦袋流量太大，記憶體不足，也就沒有再多想

回程在車上這件事就不斷在腦袋裡打轉，終於有了一些概念

這很可能都是多年來便宜行事、疊床架屋的結果...

(以下的說明不是教科書，若有疑慮請自行判斷)

許多老學校原本的電源插座配置就不夠

後來就會從插座再拉出插座

或從電燈的地方拉出電扇的插座

或直接從電箱再拉一條迴路出來用

甚麼樣的配線都有，完全看當時水電師傅的心情和人品

加上早期的插座都沒有強制加裝屋內設備地線

也就是都是兩孔(火線L，中性線N)的插座

後來拉出來加裝的插座卻又變成三孔(L、N、G)

那G有沒有真的拉線？答案就很有趣了

1. 沒有拉，G只是裝飾用

2. G和N直接短接，早期電工師傅最喜歡的接法

3. G拉專線連接建築物設備地線(如果有的話)

4. G拉專線連接屋外系統地線(電線桿變壓器的地線)

理論上，如果是情況1，L-G為0V

情況2. L-G為115V，不過有但書，等會再說

情況3. L-G為115V

情況4. L-G為115V

看來不是0就是115啊，幾十伏是怎麼來的

這就要回到N為甚麼(理論上)是0V說起了

我們家用電基本上為單相三線(L1、L2、N)

N是迴路線，理論上還是有電的

為甚麼我們會說是0V呢？

這就是電力設備設計的結果了

我們從台電的高壓端(外電)經過屋外的變壓器降為110V

為了方便使用，將二級線圈設計為三個接點

出來的三線電壓就變成下面的樣子

L1和L2都是110V，但相位(phase)剛好差180度(發電機線圈每半圈改變一次電流方向)

當這兩個相位的電同時流到迴路線N的時候，電位就會剛好抵銷

所以理論上中性線的電位差為零，但其實還是有電流通過的

不過這是L1和L2通過N的電量相同時才會有的結果

在實際的情況裡，不管水電配給你的是L1還是L2，對用戶都沒差

但對台電來說就有差了

中性線因用戶端的火線分配不均或是其他奇怪的原因造成中性線有電壓

這時台電就必須付出更大的功率(電壓)來送電才能抵銷中性線裡面的電壓

讓用戶端的電壓維持在110~115V

但實際上的情況是不可能這麼完美的(N=0V)

因此台電會在外電的N時不時就接地一下(這就是系統接地)

讓中性線維持0電位

因此我們還是希望整戶的L1和L2是平均分配的

這樣才會讓用戶端的N電壓為0

也可以減少電網的負擔

只是...看到學校這種隨興的插座分配法

L1和L2要平均分配幾乎是不可能的事

因此中性線就出現電壓了

加上早期學校根本沒有拉建築物的設備地線

水電最簡單的做法就是將G和N短接(其實現在的規定是不行的喔~~)

下面是台大生物產業機電工程學系電工實習講義的內容

會這樣接的想法很簡單，N本來就有接地啊~~

沒錯，N有接地，但是在外電的地方(系統)接地

若屋內的N有電，G跟N短接也會帶電了

G在正常狀況下是不能有電的!!

我猜，學校後來從兩孔插座再拉出來的三孔插座(我有拆開看，地線有接)

G有可能和N是短接的(我沒再繼續拆，所以只是推測)

加上學校電力分配不均造成N帶電

因此我會量到L-G有幾十伏的電壓

電器的漏電原本應該跑地線迴路，使得N的迴路電流變少，ELB跳脫

但G和N短接的結果，從G漏電出去的電流又回到N

ELB當然就不會跳脫了

這樣的解釋和我觀察到的結果是吻合的，但這也只是推測...

總之，電真的很複雜

沒事別亂搞

高精密拉力秤

之前做浮力實驗需要有一個拉力秤(彈簧秤)來確認上下方向的合力大小

一般的彈簧秤最小刻度通常2~5克

之前用電子拉力秤(行李秤)最小單位10克，最小力50克

所以在量秤浮力與溢出液體重量的時候儀器誤差很大

搞一個精密度高的拉力秤就很重要了

其實概念是很簡單的

用一個小型的精密電子秤(最小單位0.01克)來改就可以

拆掉電子秤的保護殼

利用冰棒棍和鐵絲做一個掛勾就搞定了

試試看砝碼原先的重量99.91g

掛在下方量出來的拉力99.90g

幾乎一模一樣~~

但因為電子秤太敏感

手如果動來動去或是沒有維持水平

數字就會一直跳

但這也是可以克服的

總比原先精密度那麼低要好多了~~

創作總是來自課堂教學的不足

實驗融入教學的想法

很多時候上課是一種感覺

在那個情境下，一個有經驗有想法的老師自然而然就會出現某種反應和對答

也會知道怎麼去鋪陳教學流程，甚至是臨時換檔

但這些都是經驗，經驗是最難複製的歷程

所以把經驗變成一個可複製的簡單步驟就變成了教育界很喜歡採用的方法

也因此創造出了許多教學法派別，POE，5E，ORID，KWL，IBSE等等

多到不勝枚舉，每隔一陣子就會出現一個新的來加入戰局

但除非能夠融入到自己熟悉的教學模式

這些方法往往就只在呈現形式，而不是精神

一個好方法通常就這樣被玩爛了...

我習慣用實驗融入的方法來上課

實驗是教學的一部份，而不是獨立出來的活動

因此依照當時的時空狀況來調整，可能是演示實驗、操作實驗、觀察實驗、思想實驗等

都可能放進來操作

對理化來說，演示實驗是很常用的模式之一

不同階層的學生可能操作的深度不同

希望學生解釋、觀察、紀錄的方向也不同

但我的引導方向大致都是如下的邏輯

將表象轉化為物理量

再歸納或詮釋這些物理量之間的關係(結果)

可以是質性描述，更厲害的就是找到數學關係(公式)

要更進一步就是了解這些物理量彼此之間如何影響的細部交互作用(過程)

最終回到big idea，就能夠將這樣的邏輯跨學科的應用

真正靜下心來去思考自己的教學脈絡

這樣的教學法才會真正是自己的

改造藍芽耳機

這一看就知道是仿品...

但以幾百元的性價比來說已經沒得嫌了

這種東西最糟糕的就是電池

已經有一耳完全無法蓄電

從喇叭處用刀片就可以拆開

裡面的電池完全沒救了

一顆新電池幾乎就等於一副耳機的價錢

決定改成大電池來用了

將喇叭和電池解焊

電路板就可以從後面拔出來

拿一條不要用的耳機線，左右聲道就可以當作電源線了

兩邊的耳機都引出電源線

最後再連接上之前買來要換無線麥克風的鋰電池

比比看就知道容量差很多

當然也可以聽更久

引出兩端的電源線之後再連接新的電池

電池配一個標準4056的充電板

最後再包一包就好了(醜~~~~)

成品像一個項鍊的概念

裝上原本的夾子，電池就比較不會亂甩了

或者把電池甩到頸後也可以

又救活一個東西的感覺真好~~

協同教學共備

 和有能量的人共事本身就是一件非常爽的事~~

央團今年嘗試開發一些協同教學的案例

並在輔導團分區研討會直接利用公開觀課的模式來呈現

或許協同教學要在學校落實還有一段距離

但對有心嘗試的老師來說

缺的永遠只有方法，而不是制度

協同教學基本上就是兩位(或以上)老師利用不同的專長來合作處理一堂課(或一個連續課程)

這絕對不是二分法的切割

而是在教學的過程中相互補足彼此對某些學科知識或教學法的不足

因此共備、信任與默契就變得非常重要

彼此救球，彼此支援，而不是「換你了」的態度

這次和秀芳利用「閱讀+實驗」設計了一堂國小電與磁的大發現教學

從科學史的閱讀切入，並利用組織圖釐清學生的概念

輔以演示實驗重現科學史的經典實驗

並引導學生建立一個實驗流程，找出影響磁力大小的原因

主要的學習表現放在自訂實驗變因與假設、操作並紀錄實驗結果、發現並說明實驗結論

所以教具事先就先設計好，畢竟只有一節課

不要甚麼都想吃

結果如何??

十一月再跟大家報告囉~~