活動目標〕〔活動程序〕〔活動概說〕〔教學資源〕〔實作概說

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教學對象:國中三年級

上課節數:六節課

活動目標

  1. 了解電路中串聯與並聯的特性與用途
  2. 了解本次活動所使用電子材料與工具
  3. 能夠學習如何操作各種機具
  4. 能夠學習焊接的技巧
  5. 藉由動手做,來發現問題,進而嘗試解決問題
  6. 養成維護工廠環境之清潔

準備活動

  • 準備掛圖及制訂工廠安全守則,並公佈於工廠
  • 收集各項材料與工具之相關認知資料
  • 購買本次活動所需的材料,如電阻、發光二極體、單向開關等
  • 準備本次活動所需的工具,如線鋸機、帶鋸機、砂布機等
  • 編印本次活動的施工流程與相關知識的講義

活動程序

 

設備材料

時間

  • 講解電路中串並聯的特性與用途
  • 播放「電路焊接技巧」的錄影帶並說明銲接時須注意的事項
  • 講解本活動中所使用到的電子零件與其用途
  • 學生專心聽講與觀看錄影帶,遇到有疑問的地方,則舉手發問。

黑板、粉筆、錄影機

45min

  • 說明本活動中「電路部份」的施工步驟
  • 四處觀察同學製作過程中有何問題,並隨時指導學生正確的製作技巧。
  • 學生專心聽講,遇到有疑問的地方,則舉手發問。
  • 實作製作(電路板部份)

電烙鐵、烙鐵架、銲錫、單向開關、發光二極體、電阻

90min

  • 說明本活動中「底座」的製作步驟
  • 說明電木板連接底座的步驟,並展示如何進行功能測試
  • 四處觀察同學製作過程中有何問題,並隨時指導學生正確的製作技巧。
  • 學生專心聽講,遇到有疑問的地方,則舉手發問。
  • 實作製作(底座部份)

實心木板、夾板、線鋸機、帶鋸機、砂布機、尖嘴鉗

90min

  • 評鑑學生所做作品
  • 舉辦「導通試驗」的遊戲
  • 鑑賞同學們所做的作品
  • 學生參與遊戲之進行
30min

設備及材料

電烙鐵

1支/組

 
 

烙鐵架

1支/組

 
 

尖嘴鉗

1支/組

 
 

斜口鉗

1支/組

 
 

美工刀

1支/組

 
 

鐵鎚

1支/組

 
 

線鋸機

5

 
 

帶鋸機

1

 
 

砂布機

1

 

材料

角材

1個/人

 
 

夾板

1塊/人

14CM×20CM

 

單向開關

1個/人

 
 

發光二極體

1個/人

 
 

電木板

1個/人

10CM×10CM

 

電阻

1個/人

10歐姆

 

電池扣

1個/人

9V方形電池專用

 

電池

1個/人

學生自行準備9V方形電池

 

螺絲丁

1個/人

固定電木板與夾板的零件

 

導線

數條/人

導線是取自電話線中的四心線

 

熱熔膠

數條

固定彎曲鐵線與底作夾板

 

鐵釘

數支

三分長

活動概說

  • 本活動主要應用電路中串聯電路的原理,可讓學生從事製作此作業的過程中,了解基本電子零件的性質與用途、電路圖的辨識。
  • 依據電路佈線圖來施工、焊接電子零件,可學習到焊接的方法與技巧。
  • 在功能測試上,可能因某種因素而導致發光二極體不亮,這時可讓學生依據其電路圖來逐一檢察出錯誤何在?如電路接錯、電子零件稍壞等等,讓學生自己發現問題所在,而在老師的引導下,來解決問題。
  • 在同學們完成作品且自己先進行功能測試後,讓同學相互鑑賞,且選出幾項較好的作品,讓學生們進行「導通試驗」的遊戲,規定同學在最短的時間,且讓發光二極體發亮數最少為優勝者,以增加遊戲的競爭程度。
  • 讓學生從實作製作中,來印證理化教科數的串聯電路;從遊戲中,除可訓練學生的耐心與穩定平衡感,也可讓師生共同享受遊戲的樂趣。

教學資源

壹、電路中串並聯的特性與應用情況

一、串聯電路

    串聯電路為各電路原件頭尾相接的連接方式,如下圖所示。此種電路的特性為流經各原件的電流均相等,且各原件的電壓總值和為電源總電壓。此種串聯電路的優點為電壓值可加成性,如將6個1.5V的電池並接在一起,其總值為9V。但串聯電路作嚴重的缺點為當電路中有一件電子零件損壞時,則此電路便形成斷路狀態。

二、並聯電路

並聯電路是將電路原件的相同端連接在一起,如下圖所示。此種電路的特性為各原件的端電壓均相同,且流經各原件的電流總值和為電源總電流值。此種並聯電路的優點為當電路中某一原件損壞,僅只原件壞了而不影響整體電路,故家庭電器的電路接法均多採用並聯電路。

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貳、電路焊接之技巧

  • 電子零件依序插於電路板上。
  • 熱烙鐵頭需觸及零件與電路板,以便迅速傳熱至待焊點。
  • 加入線狀焊錫,待焊點融入焊錫時,立刻移去烙鐵與焊錫,以免過熱損壞電子零件與電路板。
  • 焊接點冷卻穩固後,剪去多餘的接腳。
  • 當焊接電子零件時,儘量避免電烙鐵接觸電子零件過長,以免燒壞電子零件。

參、本活動所應用原理與使用材料說明

一、電流擊擊棒之動作原理

    本活動之動作原理是應用電路中之串聯電路。首先,在電池正端串接各電子零件,且與彎曲成形的的鐵線串接在一起,在電池的負端連接一細鐵棒,當此鐵棒觸及彎曲成形的鐵絲時,此電路便形成一迴路,電流流經發光二極體,而使其發亮。

二、使用材料說明

    • 發光二極體:俗稱LED,是用可以發光的半導體材料製成的,具有單向倒電的性質。當供以順向偏壓(長角接正電壓,短腳接負電壓)時,可以發光;若接逆向偏壓時,則不亮。
    • 電阻:其作用為限制電流大小,分攤發光二極體的電壓值,以避免LED因電壓過大而燒壞。
    • 導線:採用電話線中的四心導線。此種導線便於連接於電木板上,取材方便且價錢便宜。

實作概說

(一)底座部份

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  • 將夾板用線鋸機切割成15CM×20CM長方形,且將角材切成長為30CM並等分成兩段(即每段長15CM),用鐵釘固定夾板與角材,如上圖。
  • 取一鐵線彎曲成行後,預先在以做好的底座上畫是欲鑽孔的記號,用鑽床鑽兩孔,並將鐵線兩端插入,再用熱熔膠固定。

(二)電路部份

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PS:圖上藍線部份為導線

  • 在電木板上,將電子零件(單向開關、發光二極體、電阻),依上圖位置擺設,並用電烙鐵將其焊接固定。
  • 將電池扣中紅線與黑線依圖中佈線,將電池扣紅線與單向開關第一隻接腳焊接在一起;電池扣黑線端則焊接在如上圖的位置附近。
  • 取兩長短為15CM與25CM的絕緣導線(導線兩末端需剝皮),長導線一端與電池扣黑線端焊接在一起;短導線與電阻之另一端焊接在一起,如上圖。
  • 用導線將單向開關、電阻與發光二極體以串聯的方式焊接在一起如上圖。

(三)完成圖

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  • 將電路部份的短導線連焊接固定在彎曲成形的鐵線末端,且用熱熔膠將鐵線故釘在底座上。
  • 取一約15CM長的細鐵棒,將電路部分的的長導線焊接固定在此細鐵棒的末端,而細鐵棒的另一端用間嘴鉗將其彎曲成圓形狀,套在彎曲成形的鐵線上。
  • 最後用螺絲丁,將電木板固定在底座的夾板上。

參考資料:

吳千華(民88)生活科技教師手冊第三冊 台南:南一書局企業股份有限公司

陳佑成(民88)生活科技教師手冊第三冊 台北:仁林文化出版企業有限公司