#7455-CN by Gigotoys

# 7455EXPERIMENTS 電學實驗小玩家 64 數量 8+ 年齡 20 實驗 # 7455EXPERIMENTS 創新科技系列

Motor rated voltage:3V Under:1.5V need to manual control the motor first step. M G A C+ –電路符號馬達電池 LED燈電阻開關發電機 1 目錄.................................................................... 1 零件表內容.......................................................... 2 安全資訊............................................................. 3 給家長們的建議.................................................... 4 提示和訣竅.......................................................... 4 實驗由第7頁開始電力和電路.......................................................... 5 事前準備............................................................. 7 實驗1~15: 電路.................................................... 9 電動裝置........................................................... 23 實驗16~20: 電動裝置.......................................... 24 小技巧在完成每個實驗後閱讀「發生了什麼事」單元，可以補充你所觀察到的科學知識、你組裝的電路圖以及重要的電路用語。實驗吧! 目錄

2 電學實驗小玩家序號零件名稱數量品號 1 10 7344-W10-C2S 2 6 7413-W10-T1B 3 1 7026-W10-L2D 4 2 7061-W10-Y1B1 5 2 7061-W10-G1D 6 4 7061-W10-W2D 7 2 7413-W10-N1D 8 1 7061-W10-Q1D 9 2 7026-W10-W5K 10 2 7408-W10-D2B 11 2 7413-W10-Y1B 12 2 7413-W10-K2P 13 2 7413-W10-X1K 14 2 7407-W10-C1D 15 1 7413-W10-l1D 16 2 7413-W10-Q1D 17 2 7050-W85-O1 2 7455-W10-C1Y 18 1 7061-W10-B1Y 序號零件名稱數量品號 19 1 E40-04 20 2 M30#7455-1 21 1 7455-W10-B3D 22 2 7448-W10-B1TY 23 2 7448-W10-B3TY 24 1 E10#7455 25 2 7455-W85-A1D 26 2 7455-W85-A1R 27 1 7455-W85-C 28 1 K16#7455-1 29 1 E60#7455 你還需要: 兩個AA電池(1.5伏特，LR6型)，以及幾個金屬和非金屬的日常用品，用於進行導體實驗。本套組不包含的物件會標註在「你還需要」的清單內。檢查清單你的零件表裡面有什麼零件呢: 9 27 28 29 17 18 15 4 11 19 20 3 7 6 5 12 13 14 1 2 8 10 16 24 21 23 25 26 22 零件表內容 2 B-短結合鍵 C-20mm軸扣鍵 C-軸轉接器 C-單向轉接鍵 C-二合一結合鍵 C-長紙卡固定鍵 C-30mmⅡ軸 C-70mmⅡ軸 C-60T齒輪 C-4孔40T齒輪 C-3孔超長條 C-5孔長條 C-5孔超長條 C-9孔長條 C-5×10孔長方框 C-5×5孔正方框 C-1.5V雙孔電池座II C-1.5V雙孔電池蓋III B-扳手 C-LED燈泡 C-轉接頭彈片 C-TT馬達電源轉接頭 C-TT馬達轉接軸 C-TT馬達轉接殼 C-雙軸TT馬達 C-雙頭電線 C-雙頭電線 C-薄型開關 P-造型紙卡 O-1/4W碳膜電阻

→禁止使用家用電源進行實驗！高壓電會導致危險或是致命！

→為了操作模型，您需要兩個AA電池(1.5伏特，LR6

型)或兩個AA可充電電池(1.2伏特，HR6/KR6型)，因電池有其保存期限，故本套組包裝內不包含電池。

→避免使電池短路。短路會導致電線過熱並導致電池爆炸。

→請勿混用不同類型的電池或新舊電池。

安全資訊警告!本套組不適合3歲以下的幼童使用。其中包含細小零件可能被幼童吞嚥或吸入，產生窒息危險。長的電線可能纏繞住脖子，產生窒息危險警告:因本套組內含電子零件，僅適合8歲以上的學童使用。請務必遵守本套組內含之家長說明。因內含重要訊息，請將包裝盒與說明書妥善保存。 !!! 電池實驗的安全性：

→請勿混用舊電池與新電池。 →請勿混用鹼性，標準（碳鋅）或可充電（鎳鎘）電池。 →依電池座內標示之正負極圖示放入電池 (+ 和 -) ，將它們輕輕按入兩個帶保險絲的1.5V雙孔電池座（請參閱第8頁）。 →不可充電的電池不能充電。他們可能會爆炸！ →充電電池只能在成人的監督下進行充電。 →充電前，請從玩具中取出可充電電池。 →請從玩具中取出電量耗盡的電池。 →請按照環保規定處理廢舊電池，勿將廢舊電池丟入家庭的一般垃圾桶。 →供電終端不得短路。 →請避免電池變形。 →由於所有的實驗中都有使用電池，在孩童組裝模型時，請由成人檢查實驗或模型，確保孩童已正確的組裝。請全程在成人的陪同下操作模型。當您完成實驗後，請從電池盒中取出電池。請注意各個實驗或模型的安全資訊！ →請勿將電線插入插座。 →警告！請勿玩弄1.5V雙孔電池座中的保護裝置。這可能會導致電線、電池過熱，甚至引發爆炸。 →模型的電池連接數不得超過建議的電池數量。只能使用本套組中兩個帶保險絲的1.5V雙孔電池座。電子及電器設備廢棄物處理說明: 本產品的電子設備屬於可回收利用的垃圾。為了環保，在電子設備壽命結束時，請不要把它們丟入家庭一般垃圾。必須將其交付給電子垃圾回收站，如下圖所示：請聯繫當地政府的相關處理場所。 3 安全資訊

你可以使用扳手移除孔洞上的結合鍵，打開1.5V雙孔電池座，並從馬達上移除TT馬達電源轉接頭。電子零件以滑動的方式結合，結合時請注意電極的方向是否正確。確保零件的金屬端有相互接觸。如果電路無法順利運作，請檢查電路以進行疑難排除，確認每個零件的金屬端都相互接觸，且電池已充飽電。如果LED燈泡無法發光，試著反轉電路中與LED燈泡接觸的電極—LED燈泡的電極是有方向性的! 小技巧 A C M + + 4 電學實驗小玩家有了本套組，您的孩子就能以快樂、動手做的方式學習電學與電路。透過組裝、觀察電路的方式能讓他們認識許多電子零件與電學原理。組裝電學模型也能為他們培養馬達相關知識與問題解決能力。本套組中的實驗旨在鼓勵您的孩子，但它們也可能具有挑戰性。因此，請在您的孩子實驗和使用此套組時為他們提供幫助。請幫助您的孩子建造、操作電路和模型—尤其是需要繁雜組裝步驟的實驗。為了安全考量，孩子應該在家長監督的情況下將兩個AA電池(1.5伏特，LR6型)放入1.5V雙孔電池座中，請留意上一頁的安全資訊，並遵循每個實驗中提供的建議說明。設置和實驗前，請與孩子一起閱讀安全說明並進行討論。請確保沒有任何零件落入幼兒的手中。我們希望您和您的孩子能在此實驗套組中獲得許多樂趣！孩子們喜歡探索、了解並創造事物。他們希望能夠獨立嘗試新事物，也喜歡獲得新知識。有了智高的實驗套組，他們就能做到上述所有事情。透過每個實驗，他們能變得更加聰明，並發展符合未來趨勢的技能。親愛的家長來玩吧! + 重要資訊 1 2 3

? ! 5 電力與電路哇!... 科學真刺激! 數百年來，神秘而無形的電一直深深的吸引著人類。它強大且充斥在我們的生活周遭，但由於當時沒有工具，人類只能觀察到它引發的現象。在現代，我們知道電是一種“電子流動的現象”。電子可以在構成所有物質的原子中被發現。它們比原子更小、更容易移動，並且具有許多不尋常的特性。

— Rubriktitel Blindtext電力和電路 6 當水力幫浦啟動時，水開始流過水管產生水流。而水流可以使水車轉動。就像水管中的幫浦一樣，有些裝置會導致電子流過電線—例如電池和發電機。你可以使用流動的電子（稱為電流）來完成許多神奇的事情。控制電子來達到特定目的的技術稱為電機工程學。有了電晶體、電容、電阻和LED燈泡等零件，我們便可以隨心所欲的操控電子。提供電流流動路徑的裝置稱為電路。水力幫浦有兩個端點，一端將水吸入，另一端則將水排出。電源同樣也有兩端，稱為端子。其中一端為正極，產生一種電子真空；另一端為負極，產生電子負荷。電流只會在電極或端子連接時流動，電子由負極流向正極，並讓燈泡發光或是馬達作動。如果電路的任何一個地方被破壞，電流就會馬上中斷。有關於電流方向的介紹請參考說明書第22頁電子通常依附在所屬的原子上，但有時候，金屬的電子特別容易在原子間自由移動。你可以把電子想像成是在水管中流動的水。電子電流方向水力幫浦水車輸出裝置電路 (電燈泡) 負極正極電池電流跟隨電流正與負

1x 1x 1x 2 x 2 x 2 x 20 21 22 23 24 18 將轉接頭彈片放入TT馬達電源轉接頭確保雙軸TT馬達的金屬電極片朝下金屬電極片務必與轉接頭彈片接觸將兩片TT馬達轉接殼結合電路圖範例組裝TT馬達 M AG C + 電路符號馬達電池 LED燈泡電阻開關發電機 M + 電路符號馬達 7 你把TT馬達轉接殼組裝在雙軸TT馬達上，馬達是一種可以把電轉換為旋轉動能的機器。TT馬達轉接殼可以協助你把雙軸TT馬達與本套組中的零件結合。或許你已經知道同磁性會相斥；異磁性會相吸。你可能也知道當電流通過線圈時會產生磁場，這又被稱為電流磁效應。當你反轉通過線圈的電流方向時，磁性也會反轉，N極會變為S極。電流磁效應原理被應用在馬達中，馬達內部有一個被永久磁鐵（定子）包圍的圓柱形電磁鐵（轉子）。當轉子內部的電流來回轉換時，轉子會被兩側的定子吸引和排斥。這個現象不斷的循環就會導致轉子旋轉！ 1 2 3 4 發生了什麼事? 電路圖為了設計並了解電路的原理，電機工程學家會繪製電路圖。電路圖使用符號來代表不同的零件並展示他們是怎麼連結在一起的。這種繪製示意圖的方式比畫出完整電路板上的圖片還來得簡單與快速。 + 9V T1 R 4 470 Ω R 3 470 Ω R 1 220 kΩ R 2 22 kΩ LED 1 !!! 定子轉子馬達

4x 1x 2x 1x 1x 2x 1x1x 1x2x 2x2x 2x1x 1x 1 21 5 12 23 17 24 16 13 25 26 1518 22 20 你還需要兩個AA電池。 — Rubriktitel Blindtext M AG C + 電路符號電池電力和電路 8 實驗1~4的組裝配置 1 2 3 4 安裝電池你會需要一至兩個AA電池驅動電路（在物理學中被稱為電子元件）電池是一種可以將儲存的化學能轉換成電力的裝置。電池分為陰、陽兩極。陽極會發生化學反應，並製造出自由電子。當電池被放進電路中，自由電子便會從陽極移動到陰極，而這就是電流。發生了什麼事? 1 2 3 使用扳手打開1.5V 雙孔電池蓋。安裝1.5V雙孔電池蓋。將每個1.5V雙孔電池座裝上電池。安裝電池。請參考1.5V雙孔電池座的電極標示。 X2

+ + + + + + + 實驗 1、2 9 改變電流方向馬達在電路1和電路2的旋轉速度相同，但旋轉方向相反。改變電池與馬達的連接方向會同時改變馬達的旋轉方向。同時，馬達在電路2的旋轉時間是電路1的兩倍，因為電路2使用了兩個電池! 1 4 2 5 3 6 發生了什麼事? 你還需要零件與實驗1~4的組裝配置(請參考說明書第8頁) 大顯身手 1. 依照步驟1到步驟3組裝你的第一個電路。 2. 觀察你完成的電路。雙軸TT馬達以多快的速度和朝哪個方向旋轉呢？ 3. 分解步驟1到步驟3的零件。並依照步驟4到步驟 6組裝電路。 4. 同樣，觀察看看完成的電路。現在雙軸TT馬達又是以多快的速度和朝哪個方向旋轉呢？電路 1 電路 2

+ + + + + + + + 實驗3、4 M + 電路圖 1 M + + 電路圖 2 M + + 電路圖 3 M ++ 電路圖 4 10 電力和電路馬達在電路3、4的旋轉速度是電路1、2的兩倍。馬達在電路3和電路4的旋轉方向相反。電池在電路2中以並聯連接，而在電路3、4中，電池以串聯連接。你可以明顯看到串、並聯對雙軸 TT馬達的影響：當串聯兩個電池時，會使電壓加倍，導致馬達轉得更快。加速馬達 7 10 8 11 9 12 發生了什麼事? 5. 分解步驟4到步驟6的零件並依照步驟7到步驟9 組裝電路。發生了什麼事? 6. 現在依照步驟10到步驟12改變電線的方向。發生了什麼事? 電路 3 電路 4

6 1x 1x 1x 1x 1x 1x 17 19 16 29 25 26 15 + + + + + 實驗 5 A C + 電路圖 5 M A C + 電路符號電阻 M AG C + 電路符號 LED燈泡 11 LED燈泡會亮嗎？你還需要 – 上述圖表的零件，並安裝電池大顯身手 1. 依照步驟1到步驟6組裝電路。在步驟4中，你會需要將1/4W碳膜電阻的一端纏繞在LED燈泡中較短的引腳（負極引腳）。當你在電路中使用 1/4W碳膜電阻時，請將它的一端纏繞在LED燈泡上三次。在本套組中，你會多次使用到LED燈泡+1/4W碳膜電阻的組合。

當電路完成後會發生什麼事？你沒有做錯任何事!電池無法提供足夠的電壓使 LED燈泡發光。LED燈泡由半導體材料製成，當電流流過時，它會以光的形式散發能量。依照材質的不同，LED燈泡可以發出任何顏色的可見光、不可見的紅外線或紫外線。 LED燈泡的短引腳稱為陰極（C），長引腳稱為陽極（A）。 LED燈泡的引腳有方向性，當引腳的電極與電線的電極相反時，電流將無法通過LED燈泡，也無法使它發光。 1 2 5 3 4發生了什麼事? 將電阻的一端纏繞在LED燈泡的短引腳上三次。將雙頭電線的接頭相鄰放在這裡。 +

1 2 4 3 5 1x 1x 2x 1x 1x 1x 17 19 16 25 26 15 29 + + + + + + + 實驗 6 A C + + 電路圖 6 12 電力和電路點亮LED燈泡你還需要上述圖表的零件，並安裝電池大顯身手 1. 依照下列步驟組裝電路，並觀察這次發生了什麼事? 這次，在串聯電路中有兩個電池的情況下，有足夠的電壓使LED燈泡發光。在串聯時電壓會相加，產生兩倍的電壓，但什麼是電壓呢？你可以把電壓當作一種壓力，像電池從一端推出電子，並在另一端吸收電子。電壓以伏特（V）為單位。那什麼是電阻呢?電阻是一種具有固定電阻的電子零件。它們會降低電路中的電流和電壓。它們看起來像帶有兩個端子的酒桶。電阻的數值以顏色代碼表示，並印刷在電阻上。如果沒有電阻，電路中的LED燈泡會在一段時間後燒壞，因為它的需求電壓遠低於電池提供的電壓。發生了什麼事? 將雙頭電線的接頭相鄰放在這裡。如果LED燈泡無法發光，試著反轉LED燈泡的方向—LED燈泡有方向性! 確保你使用了 LED燈泡+1/4W 碳膜電阻組合 (請參考說明書第11頁)

1 2 4 3 1x 1x 2x 1x 1x 1x 17 19 16 25 26 15 + + + + + + 29 5+ + + + + + 實驗 7 A C + + 電路圖 7 13 關閉LED燈泡你還需要 – 上述圖表的零件，並安裝電池大顯身手 1. 依照步驟1到步驟5組裝電路。 2. 觀察LED燈泡，你發現了什麼? 電路中有兩個電池，但它們是以並聯連接的，所以不會將電壓加在一起。就像實驗5一樣，電池沒有足夠的電壓來點亮LED燈泡。每個電池產生的電壓為1.5伏特。當電池以串聯的方式連接時，可提供3伏特電壓，這並不多：汽車電瓶的電壓為12伏特，牆面插座的電流為110伏特。就像高水壓幫浦每秒推過水管的水比低水壓幫浦多一樣，比較高的電壓每秒會使更多的電子流動，產生較高的電流。電流越高，實用性也越高，但同時伴隨著更高的危險性。電流的度量單位是安培（A）。發生了什麼事? 將雙頭電線的接頭相鄰放在這裡。確保你使用了 LED燈泡+1/4W 碳膜電阻組合( 請參考說明書第 11頁) +

1 2 4 3 1x 1x 2x 1x 2x 1x 1x 17 19 16 27 25 26 15 29 5 確保你使用了 LED燈泡+1/4W 碳膜電阻組合( 請參考說明書第 11頁) + + + + + + + 實驗 8 A C + + 電路圖 8 14 電力和電路你把薄型開關加進了電路。開關是一種可以連接或中斷電路的電子零件。當開關關閉時，電路中斷使電流無法流過，LED燈泡不會發亮。當開關打開時，電路接通使電流流動，並且點亮LED！ LED燈泡開關你還需要上述圖表的零件，並安裝電池。大顯身手 1. 依照下列步驟組裝電路。在步驟3中，確保以正確的方向將雙頭電線的接頭插入薄型開關中。金屬端必須相互接觸。對齊兩個零件上的箭頭。 2. 將薄型開關切換到關閉的位置，旋鈕垂直並露出金屬端。 3. 將薄型開關切換到開啟的位置，旋鈕水平。現在發生什麼事? 發生了什麼事? M AG C + 電路符號開關將雙頭電線的接頭相鄰放在這裡。

1 2 4 3 1x 1x 1x 2x 1x 1x1x 2x2x 9 21 23 24 25 26 29 2022 確保你使用了LED燈泡 +1/4W碳膜電阻組合(請參考說明書第11頁) + + 實驗 9 19 G A C 電路圖 9 M AG C + 電路符號發電機 15 簡易發電機你還需要上述圖表的零件。大顯身手 1. 依照下列步驟組裝電路。 2. 用手快速轉動60T齒輪，LED燈泡會有什麼變化? 3. 以另一個方向快速轉動60T齒輪。LED燈泡會有什麼變化? 你讓LED燈泡不需要電池就發光了!反向操作雙軸 TT馬達就可以將它改造成發電機。當你旋轉它時就能產生電流。但只限於以特定方向旋轉，而非兩個方向皆可。這是因為LED燈泡有方向性。如果將線圈固定在永久磁鐵的磁場上不會有任何事情發生。但如果移動線圈讓它在磁場中移動，則會產生電壓。這是發電機的基本原理。發生了什麼事? 將雙頭電線的接頭相鄰放在這裡。

1 2 4 3 1x 1x 2x 1x 2x 1x 17 19 16 25 26 15 29 5 + + + + + 實驗 10 A C + – + –電路圖 10 16 電力和電路導體你還需要上述圖表的零件，並安裝電池。多種日常生活中的金屬物品。像是: 錢幣、迴紋針、銀器、指甲剪...等。大顯身手 1. 依照步驟1到步驟5組裝電路。 2. 同時使用金屬物品連接黑色雙頭電線接頭兩端的金屬端。 3. 觀察每個測試物品與LED燈泡之間的關係。在測試中，LED燈泡大部分都會發光。大多數的金屬都是導體，意思是他們能夠導電。電子可以輕易地通過他們。本套組中的雙頭電線都是帶有絕緣塑料塗層的導體。在電路圖中，導線以線條表示，而電路中的斷點（包含非導電區域）都是空白的。發生了什麼事? 金屬物品將雙頭電線的接頭相鄰放在這裡。確保你使用了 LED燈泡+1/4W 碳膜電阻組合( 請參考說明書第 11頁) 將雙頭電線的接頭相鄰放在這裡。 +

1 2 4 3 5 1x 1x 2x 1x 1x 2x 1x 17 19 16 25 26 18 15 29 實驗 11 A C + – + –電路圖 11 17 絕緣體你還需要 – 上述圖表的零件，並安裝電池。多種日常生活中的非金屬物品。像是: 紙張、布、塑膠、橡膠、木材和玻璃。大顯身手 1. 依照步驟1到步驟5組裝電路。 2. 同時使用非金屬物品連接黑色雙頭電線接頭兩端的金屬端。 3. 觀察每個測試物品與LED燈泡之間的關係。在測試中，LED燈泡大部分都不會發光。扳手的材質是塑膠，屬於絕緣體的一種。絕緣體是很難傳導電子的物體。例如:塑膠、空氣、紙張、玻璃等。這些材料的電子會緊緊地固定在原子上，因此很難讓它們移動。發生了什麼事? + + + + + 絕緣體將雙頭電線的接頭相鄰放在這裡。將雙頭電線的接頭相鄰放在這裡。確保你使用了 LED燈泡+1/4W 碳膜電阻組合( 請參考說明書第 11頁) +

1 2 3 4 17 19 2x 2x 2x 2x 2x 21 23 2022 24 25 26 1x 27 1x 1x 1x 1x 實驗 12 CA M –+–+ 電路圖 12 18 電力和電路結合所有電子零件你還需要 – 上述圖表的零件，並安裝電池。大顯身手 1. 依照下列步驟組裝電路。 2. 使用薄型開關打開雙軸TT馬達與LED燈泡。在這個實驗中，你組裝了目前為止最複雜的電路，總共有五種不同的電子零件。這個電路中的電流能同時讓LED燈泡發光並使雙軸TT馬達旋轉—但卻十分勉強。雙軸TT馬達無法快速旋轉，或是完全不轉動，取決於電池的電量。雙軸TT馬達、薄型開關、LED燈泡和電阻都以串聯的方式連接。發生了什麼事? + + + + + 將雙頭電線的接頭相鄰放在這裡。確保你使用了 LED燈泡+1/4W 碳膜電阻組合( 請參考說明書第 11頁) +

1 2 4 3 17 19 2x 2x 2x 2x 2x 21 23 2022 24 25 26 1x 1x 1x 2x 實驗 13 A C M + + 電路圖 13 19 並聯電路你還需要 – 上述圖表的零件，並安裝電池。大顯身手 1. 依照下列步驟組裝電路。 2. 觀察看看發生了什麼事。 3. 把LED燈泡移除，現在發生了什麼事? 雙軸TT馬達和LED燈泡以並聯的方式連接。LED 燈泡會發光，而雙軸TT馬達會轉動。和前一個實驗做比較。這個電路和實驗12一樣使用了一樣的電源（3伏特），但因為雙軸TT馬達和LED燈泡以並聯的方式連接，所以都能接收到3伏特的電壓。電流會被分配在這兩個電子零件中，分配多寡取決於電子零件的電阻。當你移除LED燈泡時，雙軸TT馬達會得到更多電流，所以轉速會增加。通過每條路徑的電流總和等於通過電池的總電流。發生了什麼事? + + + + + 確保你使用了LED 燈泡+1/4W碳膜電阻組合(請參考說明書第11頁) +

1 2 3 4 17 2x 2x 2x 2x 2x 21 202223 24 25 26 1x 1x 2x 1x 27 M X M X 實驗 14 M + + 電路14 20 電力和電路走捷徑你還需要上述圖表的零件，並安裝電池。大顯身手 1. 依照下列步驟組裝電路。 2. 注意！只需短暫打開薄型開關。這實際上是在製造短路。1.5V雙孔電池座中裝有保險絲，防止電池短路並發燙。但是，如果將薄型開關打開太長一段時間，則可能燒壞1.5V雙孔電池座中的保險絲。你實際上在瞬間使電路短路。短路是一種電路沿著無電阻或低電阻路徑流動的現象。電流會通過電阻最小的路徑，所以當薄型開關接通時，電流將流過薄型開關那一側，因為與雙軸TT馬達那一側相比，薄型開關那一側幾乎沒有電阻。短路可能會嚴重損壞電子零件，這就是為何使用保險絲和斷路器保護它們的原因。發生了什麼事? + + + + 注意! 只能讓薄型開關接通一小段時間。

1 2 4 3 17 2x 2x 2x 2x 2x 21 202223 24 25 26 1x 1x 2x 1x 27 實驗 15 M M A + + 電路圖 15 M A B + + + + 21 二合一電路你還需要上述圖表的零件，並安裝電池。大顯身手 1. 依照下列步驟組裝電路。 2. 關閉薄型開關，觀察雙軸TT馬達會發生什麼事? 3. 開啟薄型開關，觀察雙軸TT馬達會發生什麼事? 雙軸TT馬達在薄型開關關閉時會轉得比較快。這是因為當薄型開關開啟時，電路A（請參考下圖）處於啟動狀態，此電路只有經過一個電池。當薄型開關關閉時，電路B啟動，並經過兩個電池。現在想像一下，如果薄型開關不是由手指來轉動控制，而是由另一個電路的輸出電力控制。例如，在高電壓下，薄型開關開啟，而在低電壓下，薄型開關關閉。一個電路將控制另一個電路。這就是我們今天所熟知的所有計算的基礎！發生了什麼事? + + + +

22 電力和電路電荷與載流子息息相關，換句話說，是與微小的帶電粒子相關。在金屬中，載流子是電子，每個電子帶有負電荷。在電解質液體（例如鹽水）中，甚至存在兩種分別帶有正電荷和負電荷的載流子（也被稱為離子）。在大約200年前電流被發現時，還沒人知道載流子的存在。因此，當時法國物理學家安德烈-馬里·安培 AndréMarieAmpère（之後以他的名字做為電流強度的單位）隨意確定電由正向負的流動方向。這也被稱為常規電流。當我們採用此說法時，就好像正電荷載流子一樣。這足以解釋大多數的電學現象。但是，人們在大約100年前發現了電子，並發現它帶有負電荷。在金屬導線中，電子從負極流向正極。這就是所謂的電子流。因此，區分傳統電流的方向（由正到負）與電子流的方向（由負到正）非常重要。如大家所知，驅動電流的力被稱為電壓，以伏特為單位計算。在水管的例子中，電壓相當於水力幫浦產生的水壓。你必須仔細區分電壓和電流（以安培為單位計算）。可用電壓實際上並不代表有電流在流動—就像水管中存在水壓，但水不會從關閉的水龍頭中流出一樣。另一方面，高壓每秒可推動比低壓更多的水流過水龍頭。同樣的，高電壓使電流流過的強度比低電壓更大。電池產生的電流不會比水力幫浦產生的水多。水力幫浦的能量只會使水運動，而儲存在電池中的能量會與電子發生相同的作用產生電流。只有流動的電流才能發電，例如轉動馬達或點亮燈泡。三用電錶可以用來測量電路中的電壓與電流 ?? 關鍵字電往哪裡跑?電壓與電流 ? ! 知識補給站

電動裝置你曾經想像過沒有電動馬達或是電子產品的生活嗎?如果失去電子產品，我們就會需要像是手搖洗衣機、腳踏式牙醫鑽和馬車等發明—這些東西在不久之前就已經存在。諸如智慧型手機、電腦硬碟、微波爐和檯燈這些發明，如果沒有電路就不可能運作。電路驅動的燈泡和馬達無所不在。在接下來的單元，你可以運用前面15個實驗學到的知識來製作5個電動裝置，並用他們來完成有趣的任務! 洗衣機內部的大型馬達 23

2x 1x 2x 1x 1x 2x 1x 1x 1x1x 2x 2x 2x 1x 1x2x 1 21 4 12 9 23 17 24 16 11 25 26 18 15 2022 4x 6 1x 28 實驗 16 24 電動裝置電影西洋鏡在實驗16到實驗20中，使用零件清單的零件（已將電池安裝在1.5V雙孔電池座中）組裝模型。然後，觀察每個模型如何作動。 1 2 3 4 +

Motor rated voltage:3V Under:1.5V need to manual control the motor first step. 實驗 16 M –+ 電路圖 16 25 這個電路其實與電路1相同。電池驅動雙軸TT 馬達，使圓筒旋轉。當你的眼睛從縫隙中看到一串圖片時，你的大腦會將它們融合在一起，讓你感受到連續的畫面，而這就是動畫和電影的基本原理。發生了什麼事? 使用印在圓筒內部的幻燈片，或是以另外兩個幻燈片蓋住。對準幻燈片的凹槽，並將四個長紙卡固定鍵插入長條末端。你可能需要稍微推動圓筒才能讓它開始旋轉。透過圓筒側面的縫隙觀看動畫。 5 6 7 喔耶！與電路1相同！其他建議：你可以在電路中增加LED燈泡照亮影片嗎？你能夠改變齒輪裝置讓西洋鏡旋轉得更快或更慢嗎？

8x 1 2x 12 1x 15 2x 16 2x 17 1x 18 2x 20 1x 21 2x 22 2x 23 1x 24 2x 25 1x 26 2x 11 2x 6 1x 9 1x 28 6x 2 2x 10 2x 14 實驗 17 2x 4 26 電動裝置步行獅子確保你將20mm軸扣鍵插入指定的孔洞。 1 2 3 4 5 6 + + 先安裝雙頭電線

你組裝了一個與實驗3相同電路的模型來驅動雙軸TT馬達。馬達轉動4孔40T齒輪，讓腳來回前後移動。這讓模型能夠向前走！發生了什麼事? 實驗 17 M + + 電路圖 17 喔耶！與電路3相同！ 27 + 7+ 8 9 10 11 12 如果模型移動雙腳的方向錯誤而且無法向前走，請交換雙頭電線的插入方向。請參考實驗4。

2x 12 1x 15 2x 16 2x 17 1x 18 2x 20 1x 21 2x 22 2x 23 1x 24 1x 25 1x 26 2x 11 1x 28 2x 10 2x 14 7x 1 4x 6 2x 9 6x 2 1x 4 實驗18 28 電動裝置展翅鳥 + 1 6 2 7 3 4 5 1x 7 2x 13 30mmⅡ軸 X2

實驗18 M + + 電路圖18 29 你一樣在電動裝置中使用了電路3。這次，電池驅動雙軸TT馬達，雙軸TT馬達轉動4孔40T齒輪，4孔 40T齒輪旋轉使翅膀上下拍動。固定在4孔40T齒輪上的曲柄將齒輪的旋轉運動轉換成固定在長條上翅膀的上下運動。發生了什麼事? 8 10 9 11 + 喔耶！與電路3相同！

2x 12 1x 15 2x 16 2x 17 1x 18 2x 20 1x 21 2x 22 2x 23 1x 24 2x 25 2x 26 1x 11 2x 10 10x 1 2x 9 5x 2 1x 4 2x 13 27 1x 實驗19 3 1x 8 1x 30 電動裝置電動車 1 5 6 2 3 4

+ 實驗19 M + + 電路圖19 31 70mmII軸 7 8 9 10 11 12 你使用兩個電池、一個薄型開關和一個雙軸TT馬達組裝新電路來使電動車的車輪轉動。當你打開薄型開關時，電動車會向前或向後移動，取決於雙頭電線與電池的連接方向。發生了什麼事? 你可以讓電動車向前和向後行駛嗎？ +

1x 15 1x 17 1x 18 2x 20 1x 21 2x 22 2x 23 1x 24 1x 25 1x 26 2x 11 2x 10 3x 1 2x 9 2x 13 4x 6 1x 28 實驗20 32 電動裝置視錯覺轉盤雙軸TT馬達讓圓盤能夠旋轉。當你凝視螺旋轉盤一段時間，再把目光移到其他物體時，會發現物體開始縮小或放大。當你凝視另一個圓盤時，你會看到其他顏色由圓盤的黑白圖案中出現。發生了什麼事? 1+ 2 3 4 5 6 7 軸不得超過齒輪 M + 電路圖20 你可能需要輕推60T齒輪才能讓它旋轉。觀看旋轉的圓盤。你看到了什麼樣的光學錯覺呢?

知識補給站? ! 工業與交通工具的馬達在一開始，電動引擎取代了蒸汽引擎作為主要交通動力。之後電動引擎被用來驅動輸送帶，最後成為近代工業史不可或缺的一部份。在交通工具上，電動引擎最先應用於電車上。到了近代，電力車越來越受到歡迎。與內燃機引擎相比，電動引擎的好處包括效率高，體積小，重量輕。另外，電動引擎不會造成廢誰發明了馬達? 馬達的分解圖充電站的電動車馬達的發明歷史十分悠久。在這種革命性的發明被人類想像出來之前，需要大量的科學知識和經驗。馬達的發明很難被歸功到某一個人。早在1740 年代，英國物理學家安德魯·戈登（Andrew Gordon）和美國科學家班傑明·富蘭克林（Benjamin Franklin）就對靜電馬達進行了實驗。在1800年代，數個發明家和科學家透過無數次使用電流、磁場和電路的實驗來改善馬達。通常，每一個新發現都能夠作為科技進步的基礎。無論你怎麼想，這都是令人興奮的演進史。

電力和電路