2013年11月8日 星期五

水溶液導電教學現況與疑問

現況:3V電池組。小燈泡不亮、發光二極體會亮。 資料顯示小燈泡需2.5V以上才行,發光二極體(看種類)1.8以上,2.5以上都有(可於電子材料行購買時得知)。

 Q1.為什麼小燈泡不亮呢? 以鹽水測試,應該會亮的才對啊?
Q2.一個電池能給工作電壓超過1.5V的發光二極體亮
       猜測:難道電解溶液與導線正負極材料會提供電力嗎?
                   發光二極體亮的工作電壓不到1.5嗎,拿三用電表試試看。

LED的種類:http://tw.myblog.yahoo.com/sendoh660208/article?mid=117&prev=-1&next=60


參考資料:
小朋友真行,以下是學生的科展作品,真是厲害,也解決我的困境。
來電搭橋,誰最行?─水溶液導電情形的探討 
結論:
1.不同的發光體:連接水溶液後,以發光二極體的效果最好,其次是聖誕燈泡、小燈泡。
2.電壓:電壓越大,導電情形越好。(我們因為考慮到電池串聯的問題,因此只做到6V。)
3.水溶液的濃度:大體而言,濃度越大,導電情形越好。不過,糖水因為太黏稠,導電情形並未隨濃度增加;而純冰醋酸則完全不能導電。
4.水溶液的溫度:大體而言,溫度越高,導電情形越好。不過,柳丁汁太高溫(約90 )反而不好。(溫度與電解濃度有關係)
5.導線和水溶液的接觸面積:導線和水溶液接觸面積越大,發光體越容易亮。但特別的是,電池正極接鋁箔,負極用導線時,效果最好。
6.搖動導線:有些時候,搖動導線可以使原來不亮的發光體亮,此種情形在測試鹽水時最明顯。

『來電搭橋,誰都行!』,給大家最實用的建議——在常溫時,電池負極以電線做導線、正極接鋁箔,使用發光二極體、1個電池(新舊均可),則連接任何水溶液都可以看到發光二極體亮。


『來電搭橋,誰都行!』,給大家最實用的建議——在常溫時,電池負極以電線做導線、正極接鋁箔,使用發光二極體、1個電池(新舊均可),則連接任何水溶液都可以看到發光二極體亮。

建議:師生上課前後皆可參考。增加課堂中討論強度與簡易課程學後的進階學習。
例如:發光亮度與(電池數、燈泡種類、水溶液種類與濃度),至於電池正極接鋁箔,負極用導線時,效果最好。則牽涉到國中學習內容,可參酌討論。

總之,感謝這群厲害的小朋友,這麼實用的研究成果分享,希望你們的願望都能成真。

--------------------------------------------------------------------------------------------------------- 白光LED所講 的規格是順向壓降約為3.2V左右,紅光約2V,電流為20mA,若電壓加高,電流約會XX倍左右的增加,故一定要限流在20mA
①歐姆定律只適用於「金屬」導體。(其實還是有些誤差)

 所以,傳統的「鎢絲」燈泡,是金屬導體,可以滿足歐姆定律。

②半導體「不遵守」歐姆定律。

 當電壓加大至某範圍時,半導體的電流會突然放大。

 LED 內的發光源,是由 P、N 半導體組成的。所以不能用歐姆定律去想它。


常用LED指示燈的認識及規格
LED為電流元件,而非電壓元件
LED電壓只要加高一點點,壽命將急速縮短
紅光 1.9V   20m A ,  2V 40 mA ,2.1V 75 mA  ,
2.2V 105 mA   ,2.3V  160 mA
白光 3.3V 20m A ,3.5V 36 mA ,  3.7V 60 mA  ,
3.9V  82 mA   ,4.1V  110 mA

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水溶液的酸鹼性http://tmw3.tmps.tp.edu.tw/joanne/aqua/aq2.html





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