基本電路實驗

　　由於科學魔法車有很棒的教學內容，所以到第二堂課還是有同學來報名（老王賣瓜～自賣自誇 ）。還好周老師有網站，可以在課後跟同學一起討論，所以不怕有跟不上進度的問題。

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　　上個星期，我們已經了解魔法車的架構，知道魔法車是由兩顆直流馬達，分別控制左、右兩個後輪來讓魔法車達成前進、後退、左旋轉、右旋轉。也知道如何利用電子麵包板，協助我們做電路的實驗。

　　我們稍微來複習一下，當左、右輪同時正轉或逆轉時，魔法車的動作就是前進或後退，比較容易混淆的地方，就是左右旋轉了。當左輪正轉，右輪逆轉時；魔法車會向右旋轉。反過來說，當左輪逆轉，邊輪正轉時；魔法車會向左旋轉。（補充資料）

　　這個星期，我們開始要運用電子零件來控制魔法車。既然要用電子零件來控制魔法車，就必須先來認識這些電子零件。 首先上場的是發光二極體（ＬＥＤ），發光二極體在我們的日常生活中，應用的非常廣泛，例如：紅綠燈、戶外大型看板、電器的電源指示燈、新型的燈泡．．．（我發現同學都能舉出這些例子，表現得非常棒！）。由於它具有省電的特色，所以需要的電流不用太大。如果我們直接用 4.5 伏特（三顆電池串聯：科學魔法車電子電用的電源）接上去，過大的電流可能會讓發光二極體燒毀，所以我們必須在電路上再串聯一個電子零件來降低電流，這個東西就是”電阻”，根據歐姆定律，當電阻加大的時候，電流就會減少。我們運用這個原理，讓發光二極體可以安全的工作。

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　　在實驗中，同學會發現每個人發光二極體的亮度都不太一樣，觀察的結果讓他們知道是因為選擇的電阻不同，讓流過發光二極體的電流也不一樣，正好符合歐姆定律的結果。透過下面這幾張圖，可以讓同學在家自己來練習，如果有疑問隨時可以在網路上提出來。 

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　　我們藉由這個實驗，讓同學了解基本電路的運作，是必須要形成迴路。而且還知道運用不同的電阻，去控制電流的大小。這樣的進度讓老師覺得十分滿意。

如果把電池電量變小，且把電阻拿掉，發光二極體會燒掉嗎？ 10/5 謝忠成

原帖由 謝忠成 於 2008-10-5 11:26 發表 3 T7 Y7 E/ o6 d. ]如果把電池電量變小，且把電阻拿掉，發光二極體會燒掉嗎？ 10/5 謝忠成

( i# S! C8 W( @" b- \7 P3 W+ L 會不會燒掉，要看情況 4 y- A M& J) I# W( I' O因為發光二極體本身會用掉1.8-2.4v(平均2.0v)的電壓，所以總電壓4.5伏特，扣除發光二極體本身用掉的電壓2v，則讓整個電路的淨電源剩下2.5伏特。而 一般亮度的ＬＥＤ最大工作電流約在30mA（0.03A），依照歐姆定律： . a+ o! v( w; [. g7 ~- c　　　Ｖ＝Ｉ＊Ｒ ＝＞　Ｒ＝Ｖ／Ｉ 　　　Ｒ＝２．５／０．０３＝８３．３Ω（必要的限流電阻值） 之前有提過：在自然的狀態下，所有的材料都會有電阻。如果整個電路的電阻（如電線的內阻），其電阻值小於上面所算出的電阻值，則表示電流會大 " q9 k1 d" u! b* E/ h% W+ ]於0.03A，那發光二極體就有可能燒毀，所以說直接接上ＬＥＤ會燒掉就是這個原因。但我們知道，一般電線的內阻不可能那麼高，假設還有1Ω，則 　　　Ｖ＝Ｉ＊Ｒ 8 [, h& b! b# f; f" V$ B　　　　＝０．０３＊１ , W/ U; v$ l5 @! }7 ]6 o7 c　　　　＝０．０３（Ｖ） 則我們把總電源減去二極體本身用掉的電壓２Ｖ，要小於０．０３Ｖ，就可以讓ＬＥＤ不會燒毀。也就是說：電源不能大於２．０３Ｖ。這就不太容易 ( o: k- E* n* V: t控制，所以我們才用電阻來控制電流，而不去調整電壓，這樣應該就容易瞭解了。

回答上題 - ^" m. S- i% H d$ v & ]. a: f* ?1 h0 {( e答案是不會。

我終於懂了！ ; R6 r D+ C* U* Q! P5 d! d3 Y / k) w6 u$ x/ Y/ Q8 z, a謝謝老師！ + l. l" @5 A# U, U6 J 10/5 謝忠成

老師你之前說:[若電流太大，電阻也無法抵擋電流的經過。] 那如果把麵包版裡面改成電流較大的材質，再加上電阻後，LED照樣可以裝上去嗎? - {$ ^ U T5 V( e2 U! p" X+ w還是一定要裝多一點的電阻，才能減少較大電流的經過?

原帖由 黃佑平 於 2008-10-6 20:51 發表 * [/ ?: a. X: P3 t& w老師你之前說:[若電流太大，電阻也無法抵擋電流的經過。] 1 D) M' b9 u1 z) |5 t5 o那如果把麵包版裡面改成電流較大的材質，再加上電阻後，LED照樣可以裝上去嗎? 3 z# K* |8 t. j還是一定要裝多一點的電阻，才能減少較大電流的經過? ...

! Z- M" x) A( Y$ u1 I老師是說：即使是絕緣體，也沒有辦法阻止太高的電位差（電壓）＜－再看一次吧 & `0 y# Z3 p% y2 ]4 c! @4 w 5 t9 V* a; W$ \. X: G同學一定要熟悉歐姆定律，因為在電學之中，都是由數據來驗證會比較容易理解。 : h2 p2 m+ g9 L9 I, p/ d; i因為我們使用的電壓固定在４．５ｖ，使用的電阻最小也有８０Ω，所以只要配合 電阻，最大電流也只有４．５ｖ／８０Ω＝０．０１２５A＝１２．５mA，所 以你要在麵包板裡面改什麼？應該是不用，因為電源只有４．５ｖ而已。 ' L; L# A) I; [% P5 _. r麵包板不是電路元件，它只是用來替代導線，及輔助元件的聯結，最好是零電 阻值，這樣我們設計的電路，在上面做實驗才不會有太大的誤差出現，你不用 A; c; q$ {- p' z8 d' w再去煩惱電流過大的問題，依照老師告訴你們使用這些零件所要注意的地方， 很快的，你就能發揮你的想像力，來控制科學魔法車的各種動作囉

原帖由 黃佑平 於 2008-10-6 20:53 發表 可不可以請你在上傳辨認電阻記號的方法 & N" L! O4 S# d; L: K* G佑平

不是這個嗎？