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今天和一群科學同好一起學習電磁學教具的製作。

特別感謝台中長億中學林宣安老師，特地風塵僕僕南下指導，

也感謝創藝基金會，大力贊助此次的活動。

我們總共製作了三項教具

第一項是交直流多段變壓(供電)器

這項教具很實用，除了用在電磁學實驗外，

也可以拿來當作電解水的電源，或其他需要低電壓的電源，

因為提供的最高電壓只有18V左右，所以很安全。

老師先講解了一下電路，因為每一家的電路配置不太相同

所以老師希望我們能看懂電路，這樣就能自己改造了。

這種橋式整流器的結構很簡單，只連接四個二極體就可以變換多段電壓，

我們改造的重點是把正負極切換開關改成交直流切換開關

總共需要切斷三條線路(需將金屬的部分完全切斷)，再焊接三條新的線路

其目的是把交流電的兩極直接接到切換開關的下方，把會干擾的線路通通變成斷路

。

改造的步驟：

1用十字起子把殼打開

2用銲槍解銲插頭就可以取出電路板

3切斷不必要的線路，銲上需要的線路

4測試線路是否正常運作

5銲接插頭，鎖回螺絲

6接頭的部分是用電線快速連接頭

可以方便組合多種不同的教具

宣安老師問了大家一個有趣的問題

直流電是經過交流電轉換來的

為什麼用電表測出來的電壓

直流電最大電壓是17V，但交流電卻只有13V？

他說這問題困擾他好久

後來才知道原來直流電顯示的是最大電壓

但交流電卻是均方根電壓，這好像是和電表呈現的方式有關係

詳細原理有點複雜，有興趣的人可以自行找資料研讀。

第二項是倍壓電路

用兩個電容和兩個二極體就可以完成一個簡單的電壓倍增裝置

這個教具要注意的是輸入是交流電，但經過此裝置則會輸出兩倍直流電壓

電容構造類似萊頓瓶，有暫時蓄電功能，但有壽命限制，

(大部分的物理教具都可以重複使用，相對於化學教具而言，壽命是比較長的)，

如果看到電容底部凸起(懷孕)就代表掛掉了，許多電器出現問題，除了保險絲燒斷外，大部分就是電容燒毀。

(順便推薦一下，如果喜歡自己維修電器的，可以參考"鄂東老男孩"視頻)

鱷魚夾是輸出端，另外兩條是輸入端，記得要接交流電，

另外提醒此教具只能用來短時間增加電壓，不適合長時間插電使用喔。

第三項是電路保護裝置

構造有點複雜，老師本來還怕我們完成不了，建議可以帶回家作，

還好大部分的學員都堅持到最後

這裝置最重要的零件是繼電器(RELAY)，

他的原理主要是電磁鐵，利用電流的變化造成斷電的效果

短路後，線路會斷電跳開，直到重新啟動開關才能正常運作。

為了保護指示燈需要串連一條電阻，但這電阻值要經過計算，不能隨便用，

因為要有適當的功率，指示燈才能正常運作。

這是繼電器相關線路的接法

因為時間有些匆促，我們把開關接到負極

雖然也是可以運作，但通常開關是接在正極

這樣斷路的時候才能確保不會有觸電的危險

老師有提醒以後製作需要注意此點

可變電阻需要依照不同的電壓作調整，所以測試後可以作上記號，以方便未來之使用

左邊的線接上電源供應器，右邊的鱷魚夾接上電器，一旦電流異常增大(短路)就會自動跳電

綠燈亮代表正常使用，紅燈亮代表已經跳電，左上角的開關按下去才能回復綠燈(電器才能正常運作)

今天的研習有點燒腦，尤其是電路的設計和原理，雖然有些地方還是一知半解

但至少都有把教具製作出來了，而且也知道如何使用，

希望有了這些教具的加持，未來的教學可以更加得心應手

宣安老師的部落格

https://l0930984547.blogspot.com/2019/09/blog-post_29.html?spref=fb&m=1