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。

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　　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。

　　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。 

　　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？ : _, b3 n+ E0 l: o6 x' { 7 ?6 }. E' Y( I# @7 J- ]4 ]9 h" S10/5 謝忠成

原帖由 謝忠成 於 2008-10-5 11:26 發表 如果把電池電量變小，且把電阻拿掉，發光二極體會燒掉嗎？ % ~6 y4 ^* G$ f0 T10/5 謝忠成

會不會燒掉，要看情況 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 $ }2 X8 E& i G2 K) S5 r4 x一般亮度的ＬＥＤ最大工作電流約在30mA（0.03A），依照歐姆定律： 0 U/ t! ]4 E7 w) u) Y9 B* V　　　Ｖ＝Ｉ＊Ｒ 0 J6 Y1 x& m2 O l2 G8 a＝＞　Ｒ＝Ｖ／Ｉ & S \& Q7 Q3 A1 E( ]　　　Ｒ＝２．５／０．０３＝８３．３Ω（必要的限流電阻值） # @+ Z- C. N" z0 R3 J' \5 S' b$ k 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 ; K4 Z! n2 X [( T; |2 p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 　　　　＝０．０３＊１ 　　　　＝０．０３（Ｖ） 8 h' X& x( n+ E! _# |% }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 3 P. Z& k5 E* m+ `: f, p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 & [6 N9 s( d: v- v+ {7 r w' M) u9 O ; y" C7 I$ Y: x. E) P: j/ z答案是不會。

我終於懂了！ 1 w6 b7 p2 [6 T9 x% `+ h 3 t4 ]* Q: t! a0 l; {6 S: q謝謝老師！ 4 N$ M+ ^8 Q& P: C/ u10/5 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。] ) ~& i% l6 m0 F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? . e) E, h- d" }. F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 老師你之前說:[若電流太大，電阻也無法抵擋電流的經過。] / X6 z" T) b& [# M ^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? . E. Z$ I l. I5 `/ u( l) y/ n5 z還是一定要裝多一點的電阻，才能減少較大電流的經過? ...

* Z3 Z8 [$ a; `5 F# z, r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 ' b6 U' C( {, q& _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。 2 M' h: @. i5 q3 ^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 ) {% B% q# {7 O# V$ Z$ M% x- B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。 , V! a! z; U3 m- }0 g 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 5 G, i( I) z. y" T; v2 i# t3 ~. M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 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 ; j* G' y5 }3 o: w& v& }) s9 ?: X5 ^可不可以請你在上傳辨認電阻記號的方法 " O0 Q) @1 R3 Z# R4 v* |! P佑平

不是這個嗎？