98 年暑期中小學教師電力建設研習會

98 年暑期中小學教師電力建設研習會

電力實驗設計與應用

講員：謝奇文 2009.7嘉義大學電機系

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電力實驗設計概念

視覺化

親自操作其他教學資源

考量點：經濟性、空間性、時間性，安全性等

Background

親自動手操作實驗、從實驗的過程中仔細觀察與紀錄變項之變化、以及釐清操作變項與依變項之間的關係是促使學生概念理解的重要途徑。

設計出經濟性、方便、容易紀錄與觀察、以及精密度高的實驗流程，將是提升物理教育品質的重要方向。


課堂示範靜電感應 ( 摩擦起電和吸引絕緣體 ) 熱電偶磁滯煞車電磁爐 _ 鋁片漂浮電磁爐 _ 閃爍 LED 電漿球 _ 隔空取電微波爐孔隙 ( 收音機，手機，無線網路 ) 手機電磁波，無線網路 60Hz 電磁檢驗


課堂示範居禮溫度內電阻效應導線電阻現象 ( 與溫度效應 ) 電阻幾何關係與量測電磁波的偏極現象


實驗課程手機電磁波檢波器製作 ( 中央物理陳泰利教授 ) 電磁鐵製作與殘磁現象生活中的電磁波之低頻高斯計量測電磁能量驗證實驗 GPS 接收器與數位電視

鋁片飄浮 --電磁渦流

東吳大學陳秋民教授構想

磁滯煞車

電磁波與電磁感應的示範實驗 - 課堂示範

電磁爐的示範實驗

中央大學物理系網頁

電磁爐的示範實驗

電磁爐示範實驗原理 --- 內部構造

隔空發光與閃爍 LED


電漿球 - 隔空取電

相片提供 - 中央大學陳泰利教授

電漿球的示範實驗原理

氣體分子在電場中因電子撞擊而游離，游離的電子回到較低的原子能階而釋出能量 ( 光 ) 。

放電球可視為陰極射線管的變形。利用振盪電路產生高頻的交流信號 ( 實例 36kHz) ，利用變壓器提升電壓 ( 實例 Vpp:6kV) 。升壓後的變壓器線圈一端封入氣壓大約數個 torr 的低壓玻璃罩內，罩內則充入惰性氣體 ( 如氦或氖 ) 。變壓器高壓線圈的另一端則配置於玻璃罩下的電路中，放電現象產生於變壓器高壓線圈兩端之間的玻璃罩中。

放電球放電的路徑不斷改變是因為氣體分子於罩中的擾動與分布不均勻，溫度的差異與變化使游離的條件改變，造成放電路徑的改變。放電路徑會經過溫度較高的地方。手指接觸則會改變玻璃罩外的電場分布，電場集中於導電性較高的地方。

罩外的電場分布提供點亮日光燈所需的電壓。日光燈內的汞原子受激回復後放出的紫外線激發燈管壁上的螢光物質而發光。

手機輻射 --電磁波效應


微波爐孔隙之穿透效應


手機電磁波 - 屏蔽效應電吉他 - 電磁感應訊號觀察



電磁波與電磁感應的示範實驗 -工作坊實作

手機電磁波檢波器製作與天線設計

原始製作 - 中央大學陳泰利教授

致謝

致謝： - 中央大學物理系：陳泰利教授，易台生

教授、朱慶琪教授 - 清華大學原科中心：陳坤焙教授 - 交通大學電子物理系：周武清教授

98 年暑期中小學教師電力建設研習會

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