本活動以能量作為學科主題內容,教學員如何使用數位程式測量電壓、電流、電阻、電功率及電量分析,並製作水果電池、空氣電池等等,分析電池相關特性。
(1)活動將提供各組學員Arduino開發板、實驗程式與實驗器材,學員透過講義與數位程式(結合 Arduino 程式與 LabVIEW 程式),以電子零件與感測器讀取科學實驗訊號,透過實作更深入且定量的紀錄、理解電池的電性,並製作電池,探究相關的變因。
(2)招收對象及名額:國高中學生及各級教師,限額25組,學生每組2-3人,教師可以1-2人,各組需至少一名有Arduino使用經驗者。超過限額時以高中學生優先錄取。
(3)課程主要內容:以下課程進度與實驗內容,可能現場微調。
第一天上午開場、活動簡介,Arduino 介面操作及指令語法、電壓讀取與數據傳輸、LabVIEW介面操作與示範、實驗 1A: 電壓、電流與電阻利用Arduino開發板測量電壓、電流、電阻,透過實驗了解歐姆定律與電阻串聯、並聯概念。學習測量未知電阻(光敏電阻、熱敏電阻、可變電阻)的電阻值。第一天下午實驗1B:電池的電量分析利用Arduino開發板測量電池的輸出電壓V、電流I、功率P以及計算內阻。學習電池串聯。觀察電池電壓隨時間的變化,推算電池電量(儲存能量)。
第二天上午實驗1C: 水果電池的電量分析,利用第一天學到的實驗方法,分析水果電池的電性。實驗提供鋅銅電極,需自備水果(可多種。實驗1D:空氣電池的電量分析利用第一天學到的實驗方法,分析空氣電池的電性。實驗提供竹碳棒、鋁箔紙、紙巾、食鹽等基本器材。可另外自備一些鋁箔紙、紙巾、食鹽等等。