動手學科學/物質科學Ⅲ/探究問題

一

為什麼電能適合當成我們常用的能源，而不是其它種類的能量？

電能的使用雖然能帶來很多好處，那它的危險性呢？

何降低家裡用電的度數，達到節能效益？亦或者在有限的電能底下，可以支持較長時間使用？

這些電器那些屬於高功率？那些屬於低功率？
關於一度電
- 「度」就是家裡使用了多少電的計量單位，1度電=1000瓦(W)．1小時(Hr)=1千瓦小時(kWh)
- 如果有顆50W的燈泡，一度電可以讓她亮多久？ Ans:20小時
課題思考：你覺得一天需要多少電來用來維持基本生活？(先不考慮娛樂)
- 根據大家蒐集的數據，幫你自己規劃一下，你要怎麼組合？(至少要有水、冰箱可以用)

為何長距離輸送電力運用交流電？

Ans: 因為這樣才能降低電流，減少功率的損耗，而逆變器(將直流電轉換為交流電的電力電子裝置)就變得很必要

利用離峰與尖峰電價差，能怎麼「福國利民」？

Ans: 利民：吸收投資設備的成本，可以有更多經費建置家用儲能設備(磷酸鐵鋰電池)
福國：減少電廠的總量，減少對環境的影響，減少政府支出，讓國家運作更有彈性

目前家用儲能設備每度成本多少？

Ans: 目前電芯每度大約3000元，電池每度8000元。

如何讓家用儲能設備同時支持「家庭電力備援」與「露營」？

Ans: 讓設備增加可移動性，比如說改成行李箱或手提。

二

NAND 閘和其他閘組合的特點是什麼？為何它是邏輯閘設計中重要的基本閘？

Ans: NAND 閘具有「函數完備性」，可用來構成所有其他邏輯閘。

思考一下家裡電燈的開關，如果有多段顯示、或是兩個開關可控制，裡面可能是甚麼設計？

Ans: 可參考此網頁:https://www.varilumi.com/hot_469172.html 多段開關設計、https://teslabot.tw/blogs/news/smart-spdt 雙切開關

日常生活中有沒有使用到邏輯閘門的例子？

Ans: 計算機(加法器)、兩個開關的電燈 https://teslabot.tw/blogs/news/smart-spdt 雙切開關、 https://ee.ntu.edu.tw/upload/hischool/doc/2012.03.pdf 日常運用參考

請畫出十進位數字 124 的草圖。
Ans：
人類為什麼需要使用「進位制」？
Ans：
使用不同進位制(如十進位與十六進位)，會不會影響實際描述的數值多寡？
Ans：
什麼是位元(bit)？
Ans：
四個位元(代表四個 0 或 1 的位數)，最多可以代表多少種數值狀態？在這一組數值狀態中，最小是多少？最大是多少？
Ans：
將十進位 22,37,52 三個數字，換算成十六進位？
Ans：
將十六進位 x14,x22,x31 三個數字，換算成十進位？
Ans：
請用換算程式 http://jendo.org/uploadFiles/不錯學群/百事數學/mkHex.php 算出十進位 23,137,252 三個數字，換算成十六進位。
Ans：
請用換算程式 http://jendo.org/uploadFiles/不錯學群/百事數學/mkDec.php 算出十六進位 x15,xF7,xE2 三個數字，換算成十進位。
Ans：
「h」的十進位 ASCII 碼與十六進位 ASCII 碼，各為多少？
Ans：
寫出「This is a book.」的編碼。
Ans：
查出「👉」的 UTF-8 編碼。
Ans：
UTF 是什麼意思？ UTF-8 是什麼意思？
Ans：
查出你中文姓名的 UTF-8 編碼。
Ans：

如何使用多個加法器實現多位元加法？

Ans: 串接許多全加法器。

如果 XOR 閘出現故障，如何影響加法器的運算結果？

Ans: 對於半加法器來說，十位數會受影響。對於全加法器來說，結果一定會有問題

什麼是進位傳遞延遲？在數位電路中為什麼會影響計算速度？

Ans: 每一個邏輯閘處理都需要時間，閘門開關的速度、導線的品質與閘門數的多寡都會影響

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