檢視動手學科學/物質科學Ⅲ/復盤一到三課次的原始碼

[[分類:動手學科學/物質科學Ⅲ]]


==段落一：能量轉換==
*PhET
**[https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-forms-and-changes/1.0.0/energy-forms-and-changes_zh_TW.html PhET線上實驗模擬]
*牛頓擺
**<img src='https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e8/Newtons_cradle_animation_book.gif' height='200'>
*迷你拋石器
**<videoflash>3pXKRrfKeIs</videoflash>
**<videoflash>lDkam3MUUF8</videoflash>
*投石器
**<videoflash width=425 >tNNY9ZvZ8iw&t=169s</videoflash>
*永動機？
**<videoflash width=425 >LhTLxYw2KT0</videoflash>
**<videoflash width=425 >Hq6IYofBB3s</videoflash>
**<videoflash width=425 >hMHwSqTjVrQ</videoflash>
**其實都是偷藏電源跟磁磺管
*高斯加農砲
**<videoflash>JYQgplDfwow</videoflash>
**<videoflash>iwVgR-X02d4</videoflash>
*能量變變變
**<videoflash src='http://jendo.org/uploadFiles/s4e/videos/光轉機.mp4' type=html5 width=300 controls=""></videoflash>
**<videoflash>8B4xOi8aBDA</videoflash>
**<videoflash src='http://jendo.org/uploadFiles/s4e/videos/史特林引擎.mp4' type=html5 width=300 controls=""></videoflash>
**<videoflash width=425 >-SD_PikTofM</videoflash>

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==段落二：麵包板基本使用==
<details><summary>第二課次講過的</summary>
=== 1. 理解麵包板結構與連接方式 ===

*麵包板內部結構：
**麵包板由許多小孔組成，這些小孔在內部透過金屬夾連接。
**中央區域的小孔通常以五個為一組，水平方向連接。
**兩側的長條小孔則垂直方向連接，通常用於連接電源和接地。
<img src="http://jendo.org/uploadFiles/跨校選修/205/麵包版.png" width="600">
*辨識連接方式：
**了解哪些小孔是連接在一起的，這對於正確搭建電路至關重要。
**使用電表進行導通測試，可以幫助確認連接關係。
=== 2. 線上電路圖轉換步驟 ===

*分析電路圖：
**仔細觀察線上電路圖，了解各個元件的連接方式和功能。
**分別有幾個輸入與輸出？哪邊是正哪邊是負？
**辨識電源、接地、電阻、LED 等元件的位置和連接關係。
*轉換為麵包板佈局：
**將線上電路圖的連接方式，對應到麵包板的孔洞連接。
**考慮元件的物理尺寸和引腳排列，選擇合適的插入位置。
*連接電源和接地：
**首先在麵包板兩側的長條小孔連接電源和接地。
**確保電源和接地的極性正確。
*插入元件並連接導線：
**按照轉換後的佈局，將元件插入麵包板。
**使用跳線（導線）連接元件之間的引腳。
**注意跳線的長度和顏色，避免線路混亂。可以考慮紅色正極、黑色負極。
*檢查連接：
**完成連接後，仔細檢查線路是否正確。
**使用多用電表檢查各個節點的電壓和連接情況。
</details>
=== 3. 基本線路 ===
# 最簡單的真值表：<table style='vertical-align:top;' class=nicetable><tr><th>輸入</th><th>輸出</th></tr><tr><td>1</td><td>1</td></tr><tr><td>0</td><td>0</td></tr></table><br/>
#*<span style='vertical-align:top;'><img src='http://jendo.org/uploadFiles/跨校選修/205/1-2.png' width='400' height='329'/> => <img src='http://jendo.org/uploadFiles/跨校選修/205/1-3.png' width='537' height='329'/></span><br/>
# Not的真值表：<table class=nicetable><tr><th>輸入</th><th>輸出</th></tr><tr><td>1</td><td>0</td></tr><tr><td>0</td><td>1</td></tr></table>
#*將開關設為“開” (1) 時輸出“關” (0)；開關設為“關” (0) 時輸出“開” (1)。
#*<span style='vertical-align:top;'><img src='http://jendo.org/uploadFiles/跨校選修/205/3-1-NotGate.png' width='413' height='300'/> => <img src='http://jendo.org/uploadFiles/跨校選修/205/3-3.png' width='454' height='300'/></span>
#*<img src='http://jendo.org/uploadFiles/跨校選修/205/3-4.jpg' width='500' height='373'/>
# AND的真值表：<table class=nicetable><tr><th>輸入1</th><th>輸入2</th><th>輸出</th></tr><tr><td>0</td><td>0</td><td>0</td></tr><tr><td>0</td><td>1</td><td>0</td></tr><tr><td>1</td><td>0</td><td>0</td></tr><tr><td>1</td><td>1</td><td>1</td></tr></table>
#*當任意一個開關為“關” (0) 時，輸出即為“關” (0)；僅當兩個開關皆為“開” (1) 時，輸出為“開” (1)。
#*<span style='vertical-align:top;'><img src='http://jendo.org/uploadFiles/跨校選修/205/7-1-AndGate.png' width='426' height='300'/> => <img src='http://jendo.org/uploadFiles/跨校選修/205/7-3.png' width='425' height='300'/></span><br/>
#*<img src='http://jendo.org/uploadFiles/跨校選修/205/7-4.jpg' width='500' height='290'/>
# NAND的真值表：<table class=nicetable><tr><th>輸入1</th><th>輸入2</th><th>輸出</th></tr><tr><td>0</td><td>0</td><td>1</td></tr><tr><td>0</td><td>1</td><td>1</td></tr><tr><td>1</td><td>0</td><td>1</td></tr><tr><td>1</td><td>1</td><td>0</td></tr></table>
#*給果與 AND 相反：當任意一個開關為“關” (0) 時，輸出即為“開” (0)；僅當兩個開關皆為“開” (1) 時，輸出為“關” (0)。
#*<span style='vertical-align:top;'><img src='http://jendo.org/uploadFiles/跨校選修/205/8-3-1.png' width='451' height='300'/> ＝ <img src='http://jendo.org/uploadFiles/跨校選修/205/8-3-2.png' width='456' height='300'/></span>
#*原燈泡以導線取代；從電阻後拉一遠端迴路到電源正極；在此遠端回路中加燈泡。
#*<img src='http://jendo.org/uploadFiles/跨校選修/205/NAND.jpg' width='500' height='235'/>
# OR 的真值表：<table class=nicetable><tr><th>輸入1</th><th>輸入2</th><th>輸出</th></tr><tr><td>0</td><td>0</td><td>0</td></tr><tr><td>0</td><td>1</td><td>1</td></tr><tr><td>1</td><td>0</td><td>1</td></tr><tr><td>1</td><td>1</td><td>1</td></tr></table>
#*當任意一個開關為“開” (1) 時，輸出即為“開” (1)；僅當兩個開關皆為“關” (0) 時，輸出為“關” (0)。
#*<span style='vertical-align:top;'><img src='http://jendo.org/uploadFiles/跨校選修/205/5-1-OrGate.png' width='376' height='300'/> => <img src='http://jendo.org/uploadFiles/跨校選修/205/5-3.png' width='549' height='300'/></span>
#*<img src='http://jendo.org/uploadFiles/跨校選修/205/5-4.jpg' width='500' height='243'/>
# NOR 的真值表：<table class=nicetable><tr><th>輸入1</th><th>輸入2</th><th>輸出</th></tr><tr><td>0</td><td>0</td><td>1</td></tr><tr><td>0</td><td>1</td><td>0</td></tr><tr><td>1</td><td>0</td><td>0</td></tr><tr><td>1</td><td>1</td><td>0</td></tr></table>
#*給果與 OR 相反
#*<span style='vertical-align:top;'><img src='http://jendo.org/uploadFiles/跨校選修/205/6-3.png' width='594' height='300'/></span>
#*<img src='http://jendo.org/uploadFiles/跨校選修/205/NOR.jpg' width='500' height='236'/>

=== 4. 注意事項 ===

*電源極性：確保電源極性正確，避免反接導致元件損壞。
*短路：避免導線或元件引腳之間發生短路。
*元件規格：了解各個元件的規格和使用限制。
*線路整潔：線路盡量簡潔，避免纏繞，方便除錯。

==段落三：家庭用電小計算(度)==
=== 課程講解 ===

*瓦特（Watt）與度的概念解釋：
**瓦特（W）：功率單位，表示電器每秒消耗的電能。
**度（kWh）：電能單位，表示電器消耗的總電量。1 度電等於 1 千瓦（kW）的電器使用 1 小時（h）所消耗的電量。
**用簡單的比喻來解釋，瓦特就像水龍頭的水流速度，度就像水桶裡累積的水量。
*瓦特（W）至度（kWh）的轉換計算：
**公式：度（kWh）= 瓦特（W）× 使用時間（小時）÷ 1000
**透過實際範例，示範如何將電器瓦數和使用時間轉換為度數。
**強調單位轉換的重要性。

===(一)家電瓦數大匯整===
*吹風機：
**冷風：97W - 240W
**弱熱風：550W
**強熱風：760W - 1183W
*電視：
**55吋液晶電視：104W
**70吋液晶螢幕電視：130W
*手機充電：(可以看看是大概幾%電的時候，有時候會不同)
**iPhone：3.96W - 5.62W
**其他手機：4.4W - 4.5W
*其他充電設備：
**電動牙刷充電：0.9W
**無線吸塵器充電：18W
**藍芽耳機充電：2.1W
**平板充電：5W
**電子耳充電器：0.6W
*照明設備：
**檯燈：1.11W - 6.76W（依亮度不同）
**地球儀檯燈：4.2W
**夜燈：2W
**床頭燈：17W
*電腦相關：
**筆電充電：4.5W
**Asus Vivobook 電腦開機+充電：109W

*廚房家電：
**果汁機：260W（一速）/ 990W（瞬打）
**飲水機（沸騰）：823W
**小電鍋：785W（開關）/ 39.68W（插電）
**大電鍋：1221W（開關）/ 0W（插電）
**Panasonic快速煮水壺：550W
*其他家電：
**家用投影機：60W
**電子鼓：3W
**空氣清淨機：2W - 75W（依檔位不同）
**離子夾：180W（加熱中）/ 1W（使用中）
**TESCOM吹風機：109W-135W(依風速不同)
**象印熱水瓶：86W
**愛美特直頻電風扇：35W(最大風速)
**dyson吸塵器：0.04W
**電子耳除濕機：7.5W
**除濕機：129w-135w
**wifi機：5.4w
**暖氣機：653W
**電風扇：1.24W-22W(依風速不同)
<img src="https://s.yimg.com/ny/api/res/1.2/.RS7N02Ywj8w19Z4nr94Nw--/YXBwaWQ9aGlnaGxhbmRlcjt3PTY0MDtoPTY0MA--/https://media.zenfs.com/ko/dd_room_630/747e1c1c96b23bc99d2e15a138467441" width=400>
<img src="https://www.taipower.com.tw/media/h01pqta3/%E9%AB%98%E5%8A%9F%E7%8E%87%E7%9A%84%E5%AE%B6%E9%9B%BB%E6%9C%89%E5%93%AA%E4%BA%9B.jpg" width=400>

===(二)抽手馬達用電計算===
*提供一個抽水馬達的實際案例，例如：
**抽水馬達功率：750W
**每天使用時間：2 小時
*引導學員計算抽水馬達每天和每月的用電量。
*討論抽水馬達用電量的影響因素，例如：
**抽水頻率
**抽水高度
**馬達效率

*燈泡家庭用電計算：實際案例分析
**小明的書桌上有一盞 LED 燈泡，功率為 10 瓦（W）。
**小明每天平均使用這盞燈泡 4 小時。
*計算步驟：
**每日用電量：用電量（度 kWh）= 功率（W）× 使用時間（小時）÷ 1000
**每日用電量 = 10W × 4 小時 ÷ 1000 = 0.04 度（kWh）
**每月用電量：假設一個月有 30 天。
**每月用電量 = 每日用電量 × 30 天
**每月用電量 = 0.04 度 × 30 = 1.2 度（kWh）

===(三)一日之所需===
*讓學員記錄或想像自己家庭一天中各種電器的使用時間。
*根據家電瓦數和使用時間，計算各個電器的用電量。
*將所有電器的用電量加總，估算家庭一日的總用電量。
*請學員檢討那些電器耗電量較大，那些電器耗電量較小，並請學員思考如何節省電力。

==段落四：二極體與橋式整流==
*整流器與逆變器原理
*:[https://www.youtube.com/watch?v=NVtseaP37a0 什么是 “整流器” ？| AC 转 DC | 工作原理及实际应用]
*:[https://www.youtube.com/watch?v=FZ_pRgHQsxA  2分钟看懂逆变器，外婆看了都说行！【库说电路】]

==段落五、磷酸鐵鋰電池==
三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池的差異：<br>在當前技術下，微電網儲能設備逐漸傾向採用磷酸鐵鋰電池，這主要是由於其在安全性、成本和壽命方面的優勢。以下是兩種電池的主要差異：
*材料與成本：
**三元鋰電池： 使用鎳、鈷、錳等貴重金屬，資源相對稀缺，導致成本較高。
**磷酸鐵鋰電池： 使用地球資源含量豐富的磷和鐵，不含鈷等貴重元素，因此價格較低。
*安全性：
**三元鋰電池： 在濫用測試（如過充、短路）下，存在起火或爆炸的風險，安全性相對較低。
**磷酸鐵鋰電池： 安全性極佳，即使在惡劣條件下也不易發生熱失控，不爆炸、不起火、不冒煙，安全性高。
*循環壽命：
**三元鋰電池： 循環壽命相對較短。
**磷酸鐵鋰電池： 循環壽命較長，約2000次以上，更符合環保要求。
*應用場景：
**三元鋰電池： 因能量密度較高，多用於需要高續航力的設備，如電動汽車。
**磷酸鐵鋰電池： 因安全性高、成本低、壽命長，適合用於固定式儲能設備，如微電網、家庭儲能等。

*微電網儲能應用：磷酸鐵鋰電池的優勢
**在學校普遍裝設教室冷氣與太陽能板後，若將學校定位為地區災防中心，建置微電網，儲能設備是關鍵。
*磷酸鐵鋰電池在災防型微電網中具有顯著優勢：
**高安全性： 災防中心需要高度安全的儲能設備，磷酸鐵鋰電池能有效降低安全隱患。
**低成本： 2023年磷酸鐵鋰電池電芯價格下降，使得建置微電網的成本更為經濟。
**長壽命： 長循環壽命確保儲能設備的長期穩定運行，減少更換頻率。
*應用情境：
**平時，儲存太陽能板發電，供冷氣使用。
**災時，供應社區基本電力需求，如通信、用水。

==段落六、完整迴路==
#發電
#*太陽能：
#**家用：屋頂或空地安裝太陽能板，將太陽光轉換為直流電。
#**車用：部分電動車配備太陽能車頂，或可攜式太陽能板，輔助充電。
#*引擎（汽車、柴油）：
#**家用：備用發電機，使用汽油或柴油引擎，提供緊急電力。
#**車用：傳統燃油車的引擎，透過發電機為車用電池充電；油電混合車（HEV）或增程型電動車（EREV）的引擎，直接或間接驅動發電機，為電池充電。
#電池
#**常用磷酸鐵鋰電池，安全性高、壽命長。
#**儲存太陽能或電網電力，供家庭用電或應急使用。
#**容量：數千瓦時（kWh）至數十千瓦時。
#逆變器
#*功能：
#**將電池儲存的直流電，轉換為家用或車用電器所需的交流電。
#**連接電池與家庭電路，提供交流電源。
#**部分逆變器具備並網功能，可將多餘電力回售電網。
#控制系統
#*功能：
#**監控和管理整個儲能系統，包括發電、充電、放電、逆變等。
#**電池管理系統（BMS），監控電池狀態、保護電池。
#相互連接方式
#*太陽能板或引擎發電機產生的交流電或直流電，經過充電控制器，連接到電池儲能系統。
#*電池儲能系統的直流電，經過逆變器，轉換為交流電，供家用電器或車用馬達使用。
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<img src="https://www.e-formula.com/assets/products/e6/item_2-f73bcfcdfeedc2455ab98946d555ce01e811b6e6c5613a0db307ce5f5fb5ec44.png" width=400>