LED燈組裝

原始設計者：彭大立

簡介：

使用紅黑色單芯線以及快接頭，將紅、藍、綠 LED 燈，分別與電池座並聯，並且分別在紅色 LED 燈與綠色 LED 燈前各串聯一顆 10 歐姆的電阻。最後用衣夾將電路組固定在一個可以將色光三原色聚集的容器上。

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活動說明

目的

• 練習組裝電路

原理

基本電路

指北針：

• 實驗材料

1. 透明塑膠圓形盒子 一個
2. 長腳丁 一個
3. 藍色－中間簍空貼紙 兩個
4. 紅色－中間簍空貼紙 兩個
5. 鋁磁鐵 四個

• 製作方法

1. 將長腳丁得雙腳打開
2. 將製作好備用的彩色磁鐵放置於雙腳打開的長腳釘中間固定
3. 將製作好的磁針放置於透明塑膠圓形盒子上方

• 實驗操作

1. 將指北針平放，置於手心中央，保持平衡
2. 請學員們從座位上起立
3. 讓學員們繞教室一圈，看看是否能夠保持平衡

• 探究問題

1. 指針的長度是否會影響實驗的準確度？
2. 什麼形狀的指針最適合作為指北針？
3. 在繞教室的時什麼情況最容易造成指針出現誤差？
4. 怎麼做最容易讓指北針在移動時仍然準確？

懸浮磁鐵：

• 實驗材料

1. 鋁磁鐵 兩個
2. 藍色－中間簍空貼紙 兩個
3. 紅色－中間簍空貼紙 兩個
4. 紅色筆芯 0.5 mm 一個

• 製作方法

1. 將已經製作好備用的彩色磁鐵插入紅色筆芯中央
2. 再將另外一顆彩色磁鐵插入紅色筆芯中央
3. 磁鐵的排列方式必須是相斥
4. 製作完成，此時磁鐵會懸浮在半空中

• 實驗操作

1. 將製作好的懸浮磁鐵放入手中觀察
2. 觀察磁鐵相斥時的現象
3. 觀察磁鐵相吸時的現象

• 探究問題

1. 將相斥的磁鐵相連時會發生什麼事？
2. 距離多遠時磁鐵不再有吸引力？
3. 為什麼必須是相斥？
4. 如果是相吸會發生什麼事？
5. 生活當中有什麼使用相同原理的應用呢？
6. 如果磁性太弱會發生什麼事？
7. 如果磁性太強又會發生什麼事呢？
8. 筆芯的大小會不會影響實驗的成果

活動：LED燈組裝

材料準備

1. 紅藍綠LED各一
2. 10 ohm電阻*2
3. 帶開關三號電池盒*1
4. 三號電池*2
5. 紅色單芯線*3
6. 黑色單芯線*3
7. 3節快接頭*2
8. 2節快接頭*2
9. 紙碗*1
10. 黑色紙帶*1
11. 透明投影片條*1
12. 泡棉膠
13. 雙面膠

活動流程

製作

1. 使用所有紅黑色單芯線以及所有快接頭，將紅藍綠LED分別與電池座並聯，並且分別在紅色LED燈與綠色LED燈前各串聯一顆10 ohm電阻
2. 在黑色紙帶上壓花，做出各式各樣的圖案的孔洞，並將壓出的圖案平均用雙面膠貼於透明投影片條上。
3. 將紅藍綠LED燈分別使用泡棉膠固定於紙碗內部，並調整燈珠照射方向，使得三個光源能夠將燈光聚集於紙碗內壁上的同一處。

操作

1. 將黑色紙帶(或透明投影片條)放在LED燈光匯集的光束前即可在碗壁內側看到彩色影子。
2. 猜測：利用單一顏色的光，照射在物體上，觀察影子顏色？將色光增加為兩種獲三種，影子發生何種變化？
3. 猜測：物體靠近或遠離光源，對於產生的彩色影子有什麼影響？
4. 猜測：紅藍綠燈次序交換會發生什麼事呢？
5. 猜測：如果三顆紅藍綠燈由並聯改為串聯，會發生什麼？
6. 猜測：在紅色、綠色LED前加電阻的目的是？
7. 猜測：鏤空黑色紙與透明投影片條在碗壁內側產生的彩色影子有什麼區別？

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探究問題

紅藍綠LED次序交換會發生什麼事呢？

Ans: 投影在碗壁上投影的彩色影子顏色順序改變

在紅色、綠色LED前加電阻的目的是？

Ans: 紅色及綠色LED工作電壓為1.8V~2.2V，若直接並聯3V電源，容易造成LED燒掉，因此在需分別在紅色及綠色LED前串聯小電阻降壓。

如果三顆紅藍綠燈由並聯改為串聯，會發生什麼？

Ans: 紅色及綠色LED的工作電壓為1.8V~2.2V，藍色LED的工作電壓為3V-3.2V，若三顆LED改為串聯，則僅提供3V電壓無法讓三顆LED同時發亮。