高功率容抗降壓(限流)電源

為了接下來家電醫生的外掛課程設計了另一個高功率的容抗降壓(限流)電源

基本上家電都要吃AC

但有些高功率電器要演示實在危險

所以降功率才會比較安全

怎麼降？限流就是最老的方法

之前已經改裝過一個低功率的容抗降壓電源

相關原理也可以參考這篇

但無法驅動高功率家電

因此這次將電容並聯三個，最大電流將近1A

這樣100W功率應該就夠大了

再大上去就更危險

實測若是阻性負載，PF只有0.62實在不好看

但如果後端配一個對應感值的電感式負載(例如線性變壓器)

PF就會拉高到0.84了

可以對照單純只有變壓器時PF為0.68

蔽極式馬達的原理

之前介紹過單相感應式馬達

另外，蔽極式馬達(shaded-pole motor)也是很常見的交流馬達

相關原理在教科書中已經說明得很詳細，就不再贅述

想複習的可以看這個影片

基本上短路線圈很重要的功能就是模擬一個旋轉的磁場

這樣就能讓內部的轉子產生感應而旋轉

所以蔽極式馬達基本上也是感應式馬達的一種

只是蔽極式馬達若要改變轉向就要將短路線圈換位置

如下兩個蔽極式馬達

短路線圈位置不同，轉向就不一樣

這是逆時針旋轉

這是順時針旋轉

那如果沒有短路線圈呢？

那就像是單向感應式馬達沒有啟動線圈一樣

一開始是不會旋轉的

但只要你讓轉子旋轉某個方向，線圈就會讓他持續旋轉下去

我們將黑色馬達的短路線圈拆掉

直接實驗給你看

影片如下

基本電路的實驗

基本電路連接的實驗已經改版過許多次

包含水流模型、電流急急棒、串並聯實驗、基本電路連接與電表操作等...族繁不及備載

給學生LED、小燈泡、蜂鳴器三種電器

讓他們練習無極性電器和有極性電器的連接

還有LED和蜂鳴器的串並聯

但給的任務不是直接說明串並聯，而是如何「同時」讓LED亮、蜂鳴器響

有些同學不到20分鐘就完成了任務

當然就是讓他們去指導其他組

這些男生們很有成就感呢~~(終於有機會展現)

                                         

同時也有另一組學生給我看了一個他覺得很神奇的現象

他們將LED和蜂鳴器串聯後，又將燈泡和LED並聯

結果LED滅了，但蜂鳴器更響了

但他預期的燈泡卻沒亮

我問他們自己的想法

「我覺得燈泡像一條導線，所以LED不亮了」我的小老師回答

好樣的~~竟然可以得到這個答案

他甚至直接用導線做了實驗給我看證實他的想法

「但這是一個燈泡，為甚麼會跟導線有一樣的效果？」我問他

他語塞了

但卻引出我接下來要做的另一個實驗

我鼓勵他能這樣解釋已經很了不起了

至於為甚麼？下集分解

線控風力車

這個也是為了玩具醫生培訓課程特製的線控風力車

在維修遙控車時候其實很常無能為力

遇到需要對頻的遙控裝置，真的只能放生

但看到小朋友失望的表情

通常我們只能想辦法讓他再度重生

線控就是一個常用的模式

結合之前設計的風力反作用力車

就可以讓參加的學員練習如何設計線控裝置

連電池盒都自己製作

同時也練習電池觸片的使用

一舉兩得喔

                                        

設計了兩個版本

一個是電池在遙控車上，需要拉兩組線

另一個是電池就在遙控器上

這樣就只需要一組線

影片如下

簡易氣壓實驗

之前做的真空罐因為體積夠大

所以可以做很多不同種類的實驗

但就是不能做高壓實驗

用這個塑膠離心管就很方便了

插根管子抽氣或加壓就可以做托里切利實驗

也可以觀察密閉系統內體積和壓力的關係(波以耳定律)

缺點當然就是體積太小，不是甚麼實驗都能做

但因為成本較低，可以讓每個人都有機會嘗試

可是加壓還是無法太大，雖然離心管撐得住

但外部連接加壓(抽氣)裝置的部分會爆管

頂多就是多一大氣壓

從實驗的角度來說也夠用了

全自動打水器

前幾年中部大限水做了許多省水大作戰的東西

其中有一個(半)自動打水器

但其實還是要自己去控制開和關

能不能全自動呢？

當然可以，但這一拖就是好幾年

電路圖如下

基本概念就是當水到高水位時會啟動幫浦(電路中的RL，用LED來模擬)

利用C和R1來控制幫浦通電的時間

但如果幫浦沒有在預定的時間停止

當水降到低水位的時候，幫浦也會停止

等到C放電結束

即使水位上升到低水位處，幫浦也不會啟動

要到高水位時才會重新開始打水的過程

當然最好的情況就是在降到低水位前，RC電路的時間控制就讓RL斷電

這樣才不會在低水位時RL頻繁啟動

模擬影片如下

消除跑步機靜電

換了一雙跑鞋之後

只要在跑步機上面跑個2-3分鐘

摸到旁邊的金屬護欄就會觸電

這個觸電很明顯是靜電所造成的

應該就是鞋底和跑帶摩擦造成

就那麼剛好這雙鞋底和跑帶特別容易摩擦起電

一直被電實在很不爽...

基本上只要把靜電導掉就沒事

這台跑步機的接地裝置並沒有完全連接到金屬護欄上

接地和護欄還有1.4K左右的電阻

最好的方法就是將內部的G線連接到金屬護欄

但想到要搬那台重死人的跑步機就作罷

那就直接從護欄連接地線就好

顯示器固定在護欄上

但護欄有絕緣烤漆

要先將烤漆刮除，再連接上一條地線

直接插在延長線上就可以

延長線開關不用開啟，只是借用地線而已

這樣靜電就可以對地放電了

後記

其實在測量時就覺得有BUG

若跑步機和接地有1.4K歐

應該還是可以消除靜電才是

幾次後發現靜電根本是在我身上!!

必須將我自己接地才有效