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風去橫生-無葉片電風扇的製作與研究

本研究透過自製無葉片電風扇,了解其構造及原理,並透過改變其基本構造來了解影響其風力大小的因素,而在通過實驗及觀察後發現下列幾點: 一、本研究從實驗中推論無葉片電風扇壓縮的出風口應有一定的距離限制,來確保風可以被最大限度壓縮而放出。 二、無葉片電風扇在從加壓出風口將風送出的時候,無葉片電風扇的中心位置是幾乎沒有風的,而風速最大是在位於離開出風口處一段距離的地方(約4公分)。 三、從實驗可以推論無葉片電風扇的主體材質不同,會影響其風力表現及其所發出的聲音,而實驗中以塑膠為主體的無葉片電風扇表現較紙類為主體的為佳。 四、本研究所製出的無葉片電風扇在風量達到最大平均值時,經過計算已達到氣流倍增的效果。

洞動扇葉最來電

主要探討風力發電機扇葉上打洞鏤空是否可提高發電量。如果讓風扇葉面受力不平均可提高轉速,是否可提高發電效益,為了驗證此推論,在扇葉上用不同方式打洞,測試對發電效益的影響。首先自製測試風力發電效益裝置,包含整流器、扇葉裝置、以及測試電力裝置。在初步測試後,利用3D列印扇葉,固定扇葉的樣式。接著探討扇葉形狀、數量、是否打洞、扇葉打洞數量、裝置角度、打洞面積、洞立體樣式、洞距、洞排列方式等,對發電效益的影響。發現扇葉數量為三片,扇葉形狀為橢圓形,裝置角度為80或100度,打3或2個洞,立體樣式為由小到大,洞平均分配打在扇葉上,洞排列方式可以利用右斜向左、左斜向右,且串聯可提高發電效益。

回來吧!我的飛牌!

撲克牌的飛牌原理是利用作用力施力於撲克牌上,使撲克牌沿作用力的方向產生移動,且在移動的過程撲克牌本身必須產生自我旋轉,如此撲克牌才能穩定的飛行。以橡皮筋拉力產生作用力於撲克牌上,使撲克牌產生飛行的情況下,施力角度有一定的範圍,太小或過大都會使撲克牌無法穩定飛行;適當的阻擋點,可以使撲克牌產生不同的發射旋轉中心,改變撲克牌的飛行速度與飛行角度;橡皮筋拉力愈大,飛行速度愈快,飛行角度偏移愈小;撲克牌重量愈重,飛行速度愈慢,飛行角度偏移愈大。發射仰角愈大,撲克牌飛行距離會從愈來愈遠而反轉飛回愈接近的發射撲克牌的位置;同時考慮飛行速度、發射仰角、傾斜角與旋轉角,才有機會使撲克牌飛回接近發射點。

空氣的流動主宰著飛機的上升、下降和停止

今年有一架飛機從松山機場起飛,不久就墜入河中,因而死傷不少。於是我們便進行不同變因的飛機實驗,來驗證飛機在起飛、下降時會受到哪些因素影響。 飛機的機翼是上面凸下面平的;也利用這樣的設計來製作、模擬機翼,並用各種方法來實作,結果機翼真的會上升。 設計各種不同的擋風板貼在機翼上,並且設計飛機滑行的軌道(14m),結果測出了飛機降落滑行時的時間,也就是不同的擋風板,會使飛機下降滑行時受到阻擋而慢下來。

搖搖樂

我們在五下有學到關於電磁鐵的課程,電磁鐵的原理是「電生磁」,後來我們偶然發現發電機的原理剛好和電磁鐵相反,是「磁生電」。面對能源即將匱乏的新環境,環保能源正是流行的議題。我們選擇手搖式電筒為主題,先查詢相關資料,再針對發電機的各項變因著手實驗,以驗證隱藏在電磁鐵和發電機背後神奇的科學原理。研究過程中,我們漸漸了解各項變因與產生結果之間的關係,更學習到如何解決困難,也建立起自己的信心與團隊成員彼此間的信任感,相互之間的合作情形也越來越順暢。最後,我們組裝麵包版(電路板),完成驚奇的手搖式發電機!希望大家可以多利用環保方式來發電,以減少能源資源的耗損,這樣人類的未來才能永續發展。

久久崇陽 - 利用重力原理研發無電力追日系統

目的:利用重力原理改變太陽能板傾斜角度進行動態追日,以提高產電效率。 實驗設計:本研究以節約與廢物利用為主要考量。利用槓桿原理,找出太陽能板最佳的槓桿支撐位置,測試在不同角度所需的重量;室內模擬測量出台北夏至與冬至10-14時太陽仰角的照度和電壓值;以水做為重力控制改變太陽能板角度,並配合三段排水的方式來校正中午時段的些微角度偏移。以統計方法驗證實驗組與對照組的差異。 結果:戶外實測結果顯示照度值(12pm, 1053 vs. 993)與電壓值(平均值,42.94 vs. 40.78),再計算相關係數(0.9285 vs. 0.8997),發現追日組均優於固定組。 結論:本追日系統創新地以重力調整不同時間太陽能板的傾斜角度,並能使太陽能板自動回復至初始位置,此裝置能成功有效提升太陽能發電效率。

似蝦非蝦—潮間帶扁跳蝦之觀察與研究

扁跳蝦是軟甲綱端足目的小型生物,身上有軟殼包覆著,有兩對觸角,四組腳,且各組腳的功能都不一樣。 調查到的種類有細扁、花斑、綠色、暗紅、淡褐等型扁跳蝦。除了細扁棲息在碎石堆石頭下外,其餘都在海蝕平台綠藻潮池中。牠們的躲藏能力都很好,細扁喜歡細縫躲藏,綠色扁跳蝦會有黏絲築巢躲藏,花斑是目前發現唯一會跳躍的種類。 生殖時,公的特化腳會抱住母的進行交尾,整個生殖過程約2週可完成。牠們體型雖小,但幼蝦的成長其實蠻耗時的,可能要三個月以上。 目前國內並沒有專家學者在進行相關研究,因此,我們發現幾種不同類型的扁跳蝦,僅能以外觀形態暫時命名,期待能有學者注意這類小型生物,進行研究與分類,讓牠們的身分及早被確認。

土洋大戰

本研究的目的在於探討外來物種與本土物種對污染水質的忍耐度,及外來物種對本土生態所產生的衝擊。本研究的研究結果顯示,吳郭魚在家庭廢水與畜牧廢水的存活率皆大於馬口魚;而且在對本土生態的影響方面,吳郭魚不僅會對馬口魚產生明顯的攻擊行為,亦會以較小型的魚類與水中生物的卵作為其覓食的對象;再則,福壽螺對於本土水稻亦有啃食的現象,造成水稻的死亡與生長不佳。

神氣「浮」現—氣浮裝置之原理探討

網路看到彰師大的氣浮球實驗,覺得很神奇有趣,便著手進行探討其中原理。經過多次失敗與改進,終於成功利用自製材料做出氣浮裝置。原理探究過程中,先後自製了風力測量裝置、氣壓測量裝置和斜面裝置來進行實驗。原本以為是產生的風力導致有氣浮作用,經實驗驗證發現,產生氣浮作用的真正原因,主要是利用渦輪扇將空氣吸入使得內部氣壓增加,然後氣體由底部逸出形成氣墊造成氣浮。此外,頂面開口口徑影響的進排氣速率、氣浮裝置高度、底部口徑、底部接觸面積等因素,都會影響氣浮作用。最後發現,雖然氣浮裝置自由滑動時有離開接觸面一微小距離,但與動態氣墊間還是有摩擦力存在,而動態氣墊會因氣墊量、密度、流速等不同,而有不同的摩擦係數。

蓬『管』生輝–綠能導光管之應用研究

我們提出一套環保導光系統,能有效收集屋外的太陽光,並將收集之太陽光傳遞至屋內,同時證實太陽光可透過導光管的引導,輔助室內照明之利用。本系統分集光與導光兩部分,在集光部份,我們提出二種方法,一、利用裝水的寶特瓶放在導光管上方聚光;二、在廢棄的碟形天線貼上鏡子,加上放大鏡聚光,可以大幅提升入射光的強度達24倍之多。在導光部分,我們提出實心導光管光纖及空心導光管L型、S型導光結構建置,空心導光管內鋪設鋁箔貼紙、烤肉用鋁箔的反光材質,並在轉彎處貼附鏡子或反光片就可大幅提升導光效果。台灣日照率高,我們利用生活中的環保材質將取之不盡用之不竭的『陽光』導入室內,為全球暖化問題盡一份力量,達到節能減碳之目的。