創名稱 i 千人震實驗器材 3 號乾電池 1A 的 3V 對 110V 變壓器開關導線意教學影音連結 o 微波爐中的日光燈微波爐環形燈管水

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佩俞
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1 學教意創創意教學當哈利波特遇上物理電學篇鄭永銘老師一實驗名稱名稱 1 星際爭霸戰光劍秀 2 光劍的製作方法實驗器材 40 瓦日光燈管 30 瓦環形燈管 40 瓦日光燈管電蚊拍漆包線電池盒 1.5 V 乾電池 2 特斯拉線圈日光燈管 4 特斯拉線圈的玩法日光燈管省電燈泡臭氧機 5 實驗室的特斯拉線圈特斯拉線圈日光燈管 6 電子風車特斯拉線圈電子風車 7 靜電章魚 PVC 塑膠水管塑膠繩 8 水是具有極性的分子 PVC 塑膠水管水流 9 旋轉的紙杯紙杯粗吸管面紙 0 徒手吸紙屑紙屑定律 w 電動機 I e 電動機 II r 棒棒糖耳機水桶釹鐵硼磁鐵 1.5V 乾電池鐵釘導線釹鐵硼磁鐵 1.5V 乾電池鋁罐棒棒糖收音機 3V 直流小馬達導線 t 披薩盒上的精靈電磁爐環形鋁箔 y 法拉第感應定律電磁爐漆包線燈泡 u感應電動勢 V.S. 屏電磁爐漆包線蜂鳴器蔽效應 e 3 魔法櫻花樹 q一起牽手來驗證電阻調光器鎢絲燈泡水壺影音連結 ZX自然科學天地收音機鋁箔紙

2 創名稱 i 千人震實驗器材 3 號乾電池 1A 的 3V 對 110V 變壓器開關導線意教學影音連結 o 微波爐中的日光燈微波爐環形燈管水 p 微波爐中的燈泡微波爐鎢絲燈泡水 a 微波爐中的葡萄微波爐葡萄 s 人體接電亮燈燈泡導線 d 人體接電烤蝦蝦子鐵串導線二實驗步驟與原理 1 星際爭霸戰光劍秀請參考連結之影音 2 光劍的製作方法 1將市售電蚊拍握柄內的電路板拆下以泡棉膠黏在 40 瓦日光燈管的底部附近 2 將四號的電池盒兩個正負串聯並串接一個開關之後接上電蚊拍電路板的電壓輸入端 3 電路板的兩個高壓輸出端連出兩條漆包線分別接在燈管上下兩端的任何一個電極上 4 漆包線經過燈管的部分以透明膠帶貼住目的除了固定漆包線之外尚可避免遭受電擊 5 日光燈管在一般的使用情況下其鎢絲會先被燒紅以釋出大量的熱電子但這個實驗由於電子純粹是因為外加的電場而從鎢絲表面被游離出來所以電流就會比熱電子發射 thermionic emission 的方式來得小因而造成燈管的亮度下降不過它在晚上使用時還是頗亮的因此就可以拿來當作可移動式的光源不僅停電時很好用晚上拿著它走在馬路上還是挺嚇人的 3 魔法櫻花樹如果覺得燈管上的電路元件與漆包線太礙眼而想單純拿著燈管就能發光的話那麼就必須藉助一個特斯拉線圈只要把它綁在樹幹上就可以徒手來表演這樣就如同絕地武士一般手一摸燈管就會亮了 4 特斯拉線圈的玩法特斯拉線圈除了綁在樹幹上當然也可以藏在別處譬如有小朋友來我們家玩的時候我就會一個人發一根燈管然後讓他們尋寶來找出會讓燈管發光的地方接著就可以聽見小朋友們快樂的笑聲以及他們父母的對話這樣室內就可以不必裝電燈了鄭老師家裡磁場很強喔到處都會發光無言在進行這個遊戲時可以發揮創意特斯拉線圈只要藏得好任何地方都可以是絕地武士的表演舞臺只不過千萬不可以放在身上以免造成危險第 38 期 q

3 創意學教 5 實驗室的特斯拉線圈電子風車 7 靜電章魚 1 PVC PVC 2 PVC 8 水是具有極性的分子 PVC 9 旋轉的紙杯 0 徒手吸紙屑 polarization 2000 e ZX 自然科學天地

4 創意教學 q 一起牽手來驗證電阻定律 1高中物理是利用惠斯同電橋測量待測電阻值進而驗證電阻線長度 (L) 截面積 (A) 與電阻值 (R) 之關係通常在進行這個實驗之前我會先跟學生們做個定性的趣味實驗讓班上同學手拉手然後串聯一顆調光器及裝水的水壺接著讓水注入水桶內形成通路請學生觀察水量大小截面積 A 水壺距水面高度長度 A 改變時燈泡亮度隨之變化的有趣現象此實驗雖然通過人體的電流小於 1 毫安培但還是可以聽到學生們尖叫連連 2 在電子材料行或水電行均可買到調光器拆開外殼後的模樣如左下圖調光器零件調光器線路圖 3如下圖將可變電阻 VR 的兩端各拉出一條導線其中一條露銅後放入裝水的水桶內另一條則是讓串聯的同學們握著自己則以左手握著另一端的同學然後自己以右手握在水壺的金屬把手處 4此時將 VR 的開關打開並將水注入水桶中來形成通路當增加注入的水量時水的截面積變大電阻會變小導致燈泡變亮若是升高水壺距水面高度時水的長度變長電阻變大燈泡就會變暗學生一旦親身體驗後就很容易了解電阻 R 正比於 l A 並且理解 R ρ l A 公式的由來了第 38 期 q

5 創意學教 5 2B 6 VR 7 TRIAC R-C DIAC TRIAC RC VR C C TRIAC TRIAC Gate w 電動機 I 1 N N 2 e 電動機 II r 棒棒糖耳機 1 2 3V speaker out t 披薩盒上的精靈 1 2 sensor OFF y 法拉第感應定律 N T Tt n N = n T Tt e ZX 自然科學天地

6 創意教學 u 感應電動勢 V.S. 屏蔽效應 PHS i 千人震 1 ending V 3 3 V 110 V 3 o 微波爐中的日光燈 A. 122 mm 10 5 ev 4.88 ev A B. X B 1.8 ev 3.1 ev 10 5 ev C. C 第 38 期 q

7 創意學教 8.1mm 4.88 ev 600 V m 20 5 C 4.55 ev mm 4.55 ev D. PVC 254 nm UV 452 nm 543 nm 611 nm 4.5eV mm 4.5 ev 7.5 mm D E. 1.2 BINGO E p 微波爐中的燈泡 A C thermionic emission e ZX 自然科學天地

8 創意教學 34001C 100 B. C. a 微波爐中的葡萄 1 2 I 2 R s 人體接電亮燈 d 人體接電烤蝦 ma 1.1 ma ma 16 ma 100 K K 第 38 期 q

9 學教意創 2至於光劍表演所使用的小型固態特斯拉線圈由於其頻率約為赫在此高頻之下引起人體感覺觸電的最低電流則提高至 16 毫安培而且觸電後無法憑藉自力脫離電路的電流亦升高為 75 毫安培左右這種因為頻率不同所造成的差異性主要是來自集膚效應 skin effect 造成導體表面的電流密度變大而導體內的電流密度呈指數遞減而且越高頻則集膚效應越明顯由於人體的外層皮膚角質層透明層顆粒層是沒有神經分布的因此高頻之下不僅引起人體感覺觸電的最低電流會提高並且幾乎只流經表皮的電流對於人體臟器主要是危害心臟的傷害就會大大的降低了所以在高頻之下來進行電學實驗相對而言是比較安全的三給學生的課外作業請試著利用電蚊拍做出一把絕地武士的光劍然後與同學們相約在元宵節當別人提燈籠時我們提燈管圖片來源中央大學物理學系物理演示實驗室最大的喜悅是學生都喜歡上物理最大的希望是學生都勤奮學物理 10 e ZX自然科學天地鄭永銘

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投影片 1 電力電子產業趨勢與照明應用 Power Electronics Industry Trends 2013/10/11 林憲男 Outline 1. News 2. Introduction 3. Power Electronics Industry Trends 4. LED Lighting Application 5. Q & A Power Electronics Field 3 Micro

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