2010年4月28日 星期三

粉塵爆炸的示範教具

如何示範粉塵在空氣中時,遇到明火可能爆炸的情況呢?可以用以下的教具示範。


這是我之前做的教具,利用鐵罐子和壓克力管。
後來在學校和老師分享後,有老師建議可用透明塑膠罐試試看。這真是太棒的建議了!過沒兩天,另一個同事做出來了,我今天也做了一個,也成功了!

修改的地方有,罐子變成透明的塑膠罐,上面的蓋子用原來的塑膠蓋,不要旋太緊,也不要太鬆。這部份比較麻煩,考慮在罐子外面綁幾條橡皮筋作為氣密和增加摩擦力的裝置,蓋子用力壓下去就好。

接著彎管的地方,用可折彎的吸管就好。塑膠罐外面挖一個洞,把吸管穿進去,用熱熔膠密封就可以。爆炸的狀況如下面的影片:

爆炸之後,有一個金屬撞擊聲,那是蓋子飛到天花板撞到日光燈架了...

實際課程進行的紀錄在此

2010年4月21日 星期三

電壓器千人震

這個裝置,是利用電磁感應的原理,輸出瞬間的大電壓,造成觸電的效果。

一般的變壓器示意圖如此連結

變壓器的原理,是輸入一個交流電,讓方形鐵環不斷的產生磁場的變化,讓輸出端的線圈得到感應電流。綁的匝數越高電壓就越大。理想的變壓器,輸入電壓和輸出電壓的比等於匝數比。

千人震的裝置如下:使用的變壓器規格,是輸入(紅色線)220V, 60Hz, 輸出(黑色線)12V, 50W

寄件者 變壓器千人震


將乾電池、開關、變壓器的「輸出端」串聯起來,就完成了。為什麼要接在輸出端呢?因為這樣輸出的電壓還可以再放大,威力更強一些。當我們把電流接通和切斷的瞬間,會有很大的電壓產生。因為開關瞬間,輸入的電流變化很大,造成很大的感應電流。

實際上課時,可以先將電路接通,自己用手摸紅線,然後跟學生講,這完全不會痛,一點電流也沒有。然後讓學生(10~40位應該都可以)和變壓器串在一起之後,把開關關掉,就可以讓學生感受到感應電流的威力了。



實際執行情況如下(但是當天沒帶攝影機,用筆電上的Webcam錄影,效果不好,但還是可以看到學生跳起來)


另外,如果將乾電池換成外接變壓器,也就是用一般的直流變壓器當做電源輸入的話,會有另外的效果。因為直流變壓器的輸出,並不是真的直流電,電壓仍然會隨著時間的改變而改變,這時候摸到紅線,就會有輕微的麻電感,一樣的,若把電流切斷,換方向,或是改變電壓,都會讓人有觸電的感覺。

安全事項:變壓器的功率不要挑太大的,以免危險!若要製作此教具,卻怕有危險的話,請找到專業人士指導。

2010年4月2日 星期五

電流與磁場的交互作用

右手開掌定則,做成這樣的好處是,可以放在盒子裡帶著走唷~


用迴紋針一通電,線圈就劇烈的往盒子裡動...可以用來演示右手開掌定則

簡單的用一個小塑膠盒、兩根迴紋針、漆包線、馬蹄形磁鐵和電池盒、電池,就可以做出展現電流與磁場交互作用的教具喔。


步驟:


1.先將漆包線繞成正方形,兩端線路預留大約15cm。繞的圈數越多,效果越好。


2.將塑膠盒立起來,用迴紋針刺入塑膠盒的上面,並將漆包線的兩端繞在迴紋針上。如圖:



3.將電池盒接在迴紋針上,將馬蹄形磁鐵放線上圈旁邊,就完成了。完成圖如下:


磁力線

將黏稠的水玻璃和鐵粉混合後,倒入一個方盆中。再將強力磁鐵放在盆的後面,就可以看到磁力線慢慢形成。

這樣的作法除了可以清楚的看到磁力線,也可以讓磁力線馬上形成。不需要用振動敲打的方式來讓鐵粉移動。會有不一樣的戲劇效果。


另外其實這個教具最後的目的,是要作成立體的。不過還有許多困難要克服。另外水玻璃也許可以改成普通的膠水,應該也可以有同樣的效果