電阻的並聯_越並越小

這是一個簡單又直觀的實驗
剪一段長約20公分的電烙鐵電阻絲(身為一個亂搞者一定身邊有很多...)
先將一半長約10公分的電阻絲和小燈泡串聯
接上6~9V的電壓，觀察燈泡的亮度

再將另一半的電阻絲折過來碰在導線上
這樣就相當於兩段相同的電阻絲並聯
可以明顯發現燈泡變亮了

也就是說相同的電阻並聯，總電阻是變小的
所以看到的結果就是燈泡更亮了

直觀的實驗總是簡單得讓人驚豔~~

利用干涉量聲速

這也是在物理教育年會裡面靈光一現的想法

回實驗室一試果然!!

之前用過共振的方式測聲速

這次我們用干涉來玩玩看

所謂干涉就是兩個波疊加的結果

一般說來有位向相同的建設性干涉

和位向剛好相反的破壞性干涉

若兩個波的頻率相同

利用位向差(1/2波長)就可以用破壞性干涉的圖形來知道波長

加上頻率就可以算出聲速了

找一個可以顯示波形的APP

最好是可以順便標示出dB值和頻率的更好

我是用oscope 

https://play.google.com/store/apps/details?id=org.sbaudio.oscope

如果要量化

還要將dB值轉換成功率才能比較

用這個網頁就可以幫你算出來

https://www.convertworld.com/zh-hant/power/dbm.html

接下來就是將聲音連接到兩個喇叭上

先將其中一個喇叭接上聲音，然後再將兩個喇叭都開(相同位置)

可觀察到量測出來的振幅變大了

(這個振幅單位不是能量，而是分貝，因此不能直接用振幅距離來看能量的消長情形)

再慢慢向前移動其中一個喇叭

在某個距離振幅會忽然變得很小

這就是產生破壞性干涉的位置

以實驗來說約2公分的距離

再向前移動2公分又會恢復成極大值

這個2公分就是1/2波長

帶入頻率8749Hz

算出聲速為0.04*8749=350m/s

超準的啊~~

直交流電模擬器(頻閃現象)

每年去物理教育年會總有些收穫
這次因為彭大立老師的啟發
可以利用555來模擬交流電通過LED的情形
注意，這只是模擬
因為交流電為正弦波
但用555模擬出來的是方波
不過省去電線確實是方便許多

555要作出60Hz左右的頻率可以直接用555計算機就知道所需的電容和電阻
不用自己測量或計算
估狗打555計算機就有

電路圖如下

直接集成作在電路板上才會方便

但攝影機因為有掃頻的問題
除非我甩動的速度極快
不然看出來都是有斷斷續續的感覺
不過肉眼觀察十分清楚

後來直接裝上謝乖乖送的指尖陀螺上
速度就夠快，相機也可以拍出來了

接上直流電時，LED燈恆亮
所以看到的燈是連續的

但接上交流電後(555模擬)，因為紅綠兩個LED反接
所以也是交錯亮的
甩動時就會看到亮區是間隔開的

用手機拍也可以拍出如省電燈泡那樣的黑線

修理定時器

今天聽孫館長提到二氧化碳濃度的事
加上高雄的狂風暴雨，真的很有感...
路上和老婆聊起我們能做甚麼?
我沒那麼厲害可以真的做到多少無碳生活
但有些簡單卻又有效的事卻早已在進行
那就是將某些電器裝上定時器
其中有一樣馬上有效果的就是飲水機

多年前就將家裡的飲水機裝上定時開關
晚上11點到隔天6點自動關機
才打算回家跟老婆炫耀
就發現定時器竟然壞了!!

拆開看看就可以知道構造
主要是利用一根連桿撥動微動開關
結果裡面的微動開關明顯壞了
開關無法跳起，一直處於通電狀態
和正常的比較就可以看出明顯不同

基本上微動開關屬於居家必備良藥(!!!???)
馬上動手換上一個開關就搞定了
注意電流量至少要15A以上才安全

順便觀察一下構造
左邊是一個定時馬達
基本上直接用交流電，當然就是交流馬達
帶動一連串的齒輪上就可以用固定速率帶動外圈的轉盤
基本上一天就轉動一圈

定時裝置就撥動轉盤上的撥片
當撥片在下方，就會壓到微動開關的連桿
此時就會通路
要讓電路關閉就將撥片向上
連桿就會跳開，電路就OFF了
簡單又有效!!

修好之後又是一尾活龍了
這也算是為地球盡一份心力吧!!

高壓電傳輸

這是科工館的點餐...

有關電能的傳輸方式，課本中是這麼敘述， 『電力傳輸都會利用較高的電壓，以避免在傳輸過程中，因電纜線的電阻消耗過多的電能。』，因此我們在從發電廠產生電能後，都會利超高的電壓(34 萬 5 仟伏特)來做長距離的傳輸，避免因過大的電流使得電纜線發熱，同時也消耗了能量。

我們利用兩組變壓器，加上低壓的交流電，就可以來演示這個傳輸的過程

實驗一、原電壓傳輸
1. 將電源供應器調整為 AC 12V 交流輸出(實際電壓為13.2V)，再和可變電阻、燈炮串聯成通路

2. 調整可變電阻，觀察燈泡的亮度變化
當電阻小時(距離短)，燈泡較亮(這是對照組，原電壓，傳輸時電阻極小)

電阻變大時(距離長)，燈泡變暗，甚至不亮

實驗二、高電壓傳輸
1. 將電源供應器連接左側的變壓器(昇壓)黃色的兩端，利用三用電表測量輸出電壓為
63.2V

2. 將兩個變壓器的鱷魚夾接上可變電阻，再利用三用電表測量另一端變壓器(降壓)綠色端的
電壓，確認降壓後的電壓是否和原電壓相同，本次實驗降壓後為 12.9V，與原電壓
相差約 2.3%。

3. 將燈泡連接在右側變壓器的綠色端，將可變電阻調整至電阻最大(距離最遠)，觀察燈泡亮度和實驗一以及對照組的差別

三、超高電壓傳輸
1. 再將電源供應器連接左側變壓器(昇壓)的黃色和黑色電線，利用三用電表測量輸出電壓為
116.2V

2.將兩個變壓器的鱷魚夾接上可變電阻，再利用三用電表測量另一端變壓器(降壓)綠色和黑
色兩端的電壓，確認降壓後的電壓是否和原電壓相同，本次實驗降壓後為 11.5V，，
與原電壓相差約 12.9%。

2. 將燈泡連接右側變壓器的綠色和黑色電線，將可變電阻調整至電阻最大，觀察燈泡亮度和
實驗一對照組、實驗二的差別

3. 調整可變電阻，當電阻變小時，燈泡亮度幾乎沒有變化

※實驗一
利用 12V 做遠距離傳輸時(將可變電阻調高)，可以觀察到燈泡在可變電阻約 1/3 圈左右
就已不亮，因為電能在低電壓的傳輸過程中，所傳輸的電流較大，因此大部分的電能都已經
消耗在傳輸的過程中，被電線內的電阻轉換為熱能，因此到電路末端時幾乎已經沒有電能，
燈泡也就無法點亮。
※實驗二
將 12V 的電壓提高到 63V，同樣在電阻最大(傳輸距離最遠)的情況下，燈泡亮了！也就是
說在傳輸的過程中並沒有消耗過多的電能，因此在末端仍有能量可使燈泡發亮。
調整可變電阻時(改變傳輸距離)，雖然不至於使燈泡熄滅，但也可以稍微觀察到亮度的變
化，也就是說當傳輸距離加大時，高電壓仍然無法傳輸太長的距離。
※實驗三
再將電壓提高到 116V，同樣在電阻最大(傳輸距離最遠)的情況下，燈泡比實驗二(63V)更
亮，也就是在傳輸的過程中消耗更少的能量。且調整可變電阻觀察燈泡亮的變化，實驗三的
改變也比實驗二更不明顯(幾乎沒有變化)，也就是說在超高電壓的情況下，可以加大傳輸距
離，也不會浪費過多電能。