2022年10月22日 星期六

進階A班試辦_嘉建老師的紀錄

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謝謝宣安老師假日特別來開班

校長也一早帶咖啡來支持

家電醫生第二次上課,真心覺得這個課程全台灣只有宣安老師能講

宣安老師願意花那麼多時間去整併 測試 研究這些看得見看不見的科學在哪裡,而且都是取材於生活,真的非常佩服!

我自己本身對這些有興趣,是從維修開始

不論是維修玩具或是維修家電,雖然花的時間很多,但中間恍然大悟、測出故障點,或是最終帶來完修的成就感是非常令人享受的。

紀錄一下今天上課歷程和自己的收穫(文長)

然而【維修和教學】還是有很大的不同

這個道理今天上課我深深有體悟到,雖然修理過很多不同的電器,但是沒有學理基礎,很多時候不是只有瓶頸,是連要問什麼問題自己都不曉得,不過這個真的是要相輔相成。舉個例子來說,電風扇的啟動電容相信很多人都修理過,故障懷孕明顯,照著買一樣的零件就可以完修,輕鬆容易;然而有時候一樣是電風扇但壞的是別的地方,心中是很矛盾的,一方面會想:「之前修過那麼多,這個沒問題的,我要努力試試看」;一方面:一路查下去,看YT,你就會發現連啟動繞組跟運行繞組自己都聽不懂,到底這個電容跟電路運作的時序是如何,看網路一堆資料是有看沒有懂。

【馬達轉類與馬達是如何動起來的】

今天就從源頭,馬達開始講起,講實在真的不曉得馬達有分那麼多種,小時候認識的就是碳刷馬達而已,感應式馬達 都是有聽沒有懂。宣安老師有許多自製的模型,這些模型搭配圖解真的很有幫助去理解感應馬達是怎麼運作的,怎麼樣去製作一個旋轉的磁場?這樣再帶到步進馬達的運作,就會有種哦~哦~~哦的感覺。

太多生活中習以為常的馬達,但是我們從來沒有想過它是怎麼動的,包含今天有位老師帶一台箱扇來修,箱扇前面有顆同步馬達,這種馬達很有趣,轉順時針如果你擋住它就會逆時針轉,咦!!?老實說我從來沒有想過為什麼這種馬達可以這樣神奇的轉,透過宣安老師的模型講解,真的就完全懂了,這種時刻真令人享受。

【立扇的原理,啟動電容與相位差】

接著講到最常被維修到的教室立扇,宣安老師說有老師用這種立扇想要用學校的風吹它轉動,然後發電,卻怎麼也發不出電。並不是電生磁永遠都可以逆轉磁生電,拆開之後,立扇也是一種感應式馬達,並沒有場磁鐵自然無法發電了,沒有拆開講解,真的會有一種粗略的概念,覺得電生磁,而磁就可以生電的錯覺...

更進一步講到這種立扇沒有電路板,那樣怎麼製造旋轉的磁場?

就很自然地帶到電路與啟動電容功能,相位差是如何被產生的?

修理那麼多次電風扇,第一次有一種 哦~~的恍然大悟感覺。而且宣安老師特別注重科學原理,還做了很多實驗,像是了解了電容功能後,就可以實驗那把啟動電容串接在主線圈上面會如何?這個我印象深刻,因為有次跟大廚維修廚房電扇,修完就變成反轉的排風機....轉是會轉了...但怎麼變逆轉?當下真的是傻眼來形容,今天有了學理的基礎,有波形時序的概念,真的茅塞頓開阿!而且老實說,電容是電器裡面很容易壞掉的物品,並聯可能就是一個穩壓我可以理解,但是串聯電容之前一直都無法理解,偏偏很多電器都會有電容,今天終於有機會了解電容與電感在家電中的腳色,獲益良多,再次感謝宣安老師

【日光燈,經典的電路與之前永遠聽不懂的虛功和PF】

今天上完課,突然覺得日光燈丟掉好可惜,之前不懂都當垃圾,現在覺得是個超讚的電路教具。

相位差的概念延續到日光燈經典的電路,透過V I 的位移,引入了功率P的計算,從波形圖上我終於看懂了什麼叫實功什麼叫虛功,之前嘗試看論壇或一些YT真的有聽沒有懂,今天這樣完整有脈絡的課程,終於懂了什麼叫做功率效能PF,為什麼台電要規定PF>0.85的原因,聽宣安老師上課真的很享受。

同時,電容的好兄弟電感也終於認識了,之前對電感非常非常陌生,感覺就是一個線圈,知道了通電會有磁場,阿然後呢?磁場要幹嘛的?用導線替代可以嗎?

今天終於得到答案

從日光燈是如何激發兩端線圈發亮,到啟動器是如何產生電弧、發出高溫後導通,再到氣體導通形成類似自保持迴路的概念,引入了電感存在的必要性,而電感的使用卻又造成了相位差跟PF的關係,以及後來加入電容去修正PF的整個脈絡,日光燈這趴整場我都有 哦哦哦的感覺,令人興奮,很像突然讀了一本精采三國歷史一樣令人享受。

回到原始的初衷,維修 VS 教學,在這個時候充分讓我了解這樣課程的獨一無二,會維修家電的人相信一定很多,但是願意這樣拆解測量  探究其原理 示波器測量波形的,我相信全台灣應該沒有第二位了,也相信這樣的切入角度會給一樣身為老師的學員有許多有意義的啟發,也是科學教育的核心價值與傳承,真的覺得很有幸可以上到這樣的課程

https://www.facebook.com/100000329867414/videos/3285686845032689/










進階A班試辦場

家電醫生是繼玩具醫生後另一個很想去完成的夢
經過幾次初階班的嘗試之後
進階班終於開始試辦了~
我們最主要的目的不是學習多厲害的維修技巧
而是希望從科學原理來分析如何維修
利用維修填平課本與實際生活應用的gap
再透過維修過程來學習科學
這是一個反覆不會停止的循環
而且會讓你快速進階

進階班我們會真正進入如何維修的學習
初步先從直接上電型的家電開始
就拿老師們帶來要維修的家電直接不排練上場!!
也就是直接插市電110V AC就可以使用
不需經過電源板的小家電
一般分為電阻型家電和電感型家電
電阻型其實就是發熱裝置,通常功率都比較大
雖然構造簡單,但安全裝置千萬不能省
設定安全線的斷點就非常重要了
另外也要了解工作電阻和非工作電阻的不同
才不會誤判實際的阻值








至於電感型家電最常見的就是馬達
馬達的種類非常多,如果沒有理解內部的工作原理也是很容易會搞烏龍的
利用模型(教具)來連接課本與真實世界是很好的媒介





課本會教的只有DC有刷
DC無刷的代表就是電腦風扇
利用程式或霍爾依序讓線圈通路產生旋轉的磁場帶動轉子
DC無刷更進階就是步進馬達了
但實際上我們更常見的是AC單相感應式馬達(感謝特斯拉~~)
幾乎所有風扇都是這種
利用電容產生相位差來模擬旋轉磁場
這時候就必須先了解電容和AC交流電之間的微妙關係了
還有AC永磁感應馬達、極蔽式馬達、並(串)激式馬達
但沒有時間談了...



另一種更典型的電感型家電就是日光燈
日光燈雖然已經是黃昏家電
但電路設計卻是經典到無法被取代
細節可以參考這篇
我們再利用示波器看到通電後燈管的電壓波形
更可以了解到原來日光燈的能源轉換效率其實比我們想像的要低很多很多啊~~
日光燈也教了我們甚麼叫做功率因數(PF)
這個以前在教科書的大魔王,放在家電醫生卻讓每個人都非常感興趣而且聽得懂
這就是我們要從維修來學習的原因了~~







將電阻型和電感型結合的家電就是吹風機
典型的吹風機其實是DC有刷馬達
直接利用電熱絲當作分壓電阻是非常聰明的設計
兩段功率選擇則是直接用二極體產生半波來降功率而已
測出來的功率如何呢?
兩台功率計為何得到不同的結果?
身為一個科學老師,你如何判斷?
如何用你所學的科學知識來解構這個真實又殘酷的世界?
家電醫生慢慢作
我們總會進步的~~







電晶體基礎應用班D_台中試辦場

這次的課程其實我自己很擔心會嚇跑全部的人 因為必須從一個電晶體跨到組合電路 最多必須組合到四個電晶體 這個檻很高,但只要你想跨入電晶體就必須要走過這條天堂路 從基本的串並聯概念開始說 控制端(EB)的串聯可以讓放大電路以級數等級增加 兩個就足以偵測靜電的正負 若串到三個隨便都可以...