2019年2月16日 星期六

改裝熱風機冷卻裝置

熱風機的出風口溫度約在300~600度C
(一般吹風機約80度,最高也只有100上下)
因此可以想見功率之高~~
銘牌上標定是1800W!!

但實測的電流約只有10A(幸好!!),所以實際功率約1100~1200W
這台熱風機有兩段控溫,不能微調
拆開看就知道,裡面的電路很簡單
有一段電熱絲(12歐姆,所以電流約10A是合理的)和馬達並聯
利用一個高功率的整流二極體讓輸出的電流直接減半

當然輸出功率也跟著減半,溫度也會比較低
很簡單又耐用的裝置







但馬達端不能直接用110V供電,這樣通過馬達(實測約只有4~5歐姆)的電流會太大
因此在整流之前串聯了一段120歐姆的電阻來降低電壓和電流
這樣電阻所需的功率就要很大
所以廠商用了一個極聰明的設計
那就是把電阻也換成電熱絲
一方面降壓,另一方面也提供了熱風機所需要的熱源

但因為電熱絲和馬達的開關共用
因此斷電後馬達就會停止
但此時電熱絲的溫度還很高
所以常常會看到斷電後出風口開始冒煙,感覺蠻可怕的
如果可以讓馬達在電熱絲斷電後還能運轉一些時間
這樣就能幫助電熱絲降溫
相對也比較安全

作法有很多
但為了安全起見,決定不要動內部電路
再外接一個電源來對馬達供電就好
整體電路圖如下
藍色是原本熱風機的電路
紫色是加裝的

在進去馬達之前要裝上一條二極體
避免家用電不小心流入外接電池
那就GG了



完工!!
用完熱風機,斷電後開啟風扇吹個1~2分鐘降溫
這樣才是安全的作法


DIY熱風機吹頭

之前自己亂搞了一台熱風機
也幫我完成了一些實驗和維修(乾餾塑膠熔接)
但30W的功率其實真的沒辦法期待太多...
所以還是買了一台熱風機
但吹頭只附了一個三階的套頭


如果我要做一些更精細的加熱就不方便了
因此決定自己再做一個更小一點的吹口

之前拆好同學慶銘的筆電留了一些薄鐵片
剪下一小片,確定好尺寸之後用焊錫固定
上端剪開再慢慢縮口
縮口處先用漆包線圈好
最後外圍再以塑鋼土固定
這樣就搞定了
簡單又好用的小工具












2019年2月13日 星期三

筆芯燈泡與焦耳定律

電熱打火機當作起頭...

但因為只剩6週的時間要上電流的效應和電磁學...
無法像之前每節都讓學生操作
和學生商量後,折衷的方式就利用演示實驗融入教學
搭配策略性的引導問答來試試看了

利用不同粗細的筆芯讓學生直觀的比較出電阻的大小
有那些因素可能影響筆芯發熱的狀況呢?
不外乎就是電壓、電流和電阻
我們利用串並聯的方式固定了相同的電流(串聯)或電壓(並聯)
比較兩根筆芯的亮度

亮度可以用哪個物理量來敘述?
很多學生會回答電壓(?),那並聯的結果如何解釋?
「電能(能量)?」
接近了!但如果兩根筆芯亮的時間不一樣長
就很難有相同的基準(最終消耗的能量還是會一樣)
「那就讓他們時間相同啊~~」
「沒錯!如果在時間相同的情況下比較電能,這應該屬於哪一種物理量?」
「功率!」學生答

但我們剛剛的實驗其實同時改變了兩個變因
電壓(電流)相同,但因為電阻不同,電流(電壓)也跟著變了
影響筆芯功率大小「最主要」的因素到底是電壓還是電流呢?
從剛剛的實驗能不能看出來?

我們再拿兩個大小不同功率的電源供應器(六段變壓器電腦電源供應器)
調整為相同電壓(但實際上因為筆芯溫度上升,電阻增加,兩端電壓也變大了)
但電流不同
可以觀察出兩者發熱的狀況也明顯不一樣


這樣就可以明確看出真正影響熱效應(功率)的因素是電流了
焦耳當年發現了這個現象
也找到了這三個物理量的數學關係
這就是焦耳定律

因此重點在電流,而不是電壓
接下來講到電流傳輸為何升高電壓反而可以減少傳輸耗損就容易理解了

最後來個挑戰題
電器標示為115V、100W和115V、25W,何者電阻大?你若是廠商會怎麼做?

另一種小燈泡的標示為12V、3W和6V、3W,何者電阻大?若將這兩個燈泡串聯或並聯
哪個又會比較亮呢?
這次當作評量,所以先從理論來推導再切入實驗觀察


2019年1月31日 星期四

緊急用行動電源

21世紀的馬斯洛理論
最底層已經變了...
但現在網路吃到飽已經是常態
似乎大家也不需要wifi...
因此又再修正
我老婆就因為之前好幾次手機沒電
又沒帶行動電源(嫌太大...)
整個人就不對勁(她的手機有強烈的工作需求)
因此...老公就要出現了

之前有買過這種車用的USB充電頭

但新車的USB都已經是標配
也就放著沒用了
拆開拿出機板
中間是正極,旁邊圓弧狀是負極

再拆一個9V電池的頭接在機板的正負極端
要注意這時接頭凹的接正極,凸的接負極
底部要先黏上絕緣膠帶才不會短路






體積小,把它別在鑰匙圈上當裝飾(???)方便攜帶

臨時要用就接上9V的鹼性電池就可以充電了
一定要用鹼性電池電流量才夠
現在很多手機的設計,電流量不夠是不給充電的
我手邊沒有鹼性電池,就先用鋰充電電池試試
果然是可以用的~~


老公的功能就是工具人...
好心酸~~