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佳作

e化設備節能掌控

由於家庭、學校、公司當中擁有眾多的資訊、多媒體及電器設備,而許多資訊、多媒體及電器設備不用時仍然是待機狀態或是不關機的狀態、這是許多媒體一再宣導和呼籲節約及拔掉插頭的活動、科技的進步再加上常常會使用到的家電控制或多媒體控制等操作,更因電腦網路的快速發展,將資訊技術融入遠距控制可以掌控這些設備、達成節能的目標。目前教育訓練、教學廣播系統、數位家庭、公司會議室皆走向複合功能之多媒體設備的形式,為了配合不同形式的使用需求,影音及多媒體設備更是必須齊全、因此在不同的需求下,採用傳統的控制方式(一個機器一個控制開關)來管理就顯得很不方便。而本系統能夠整合許多的電子遙控器達到簡單而單一化的目標。

讓變頻現形吧!─四極馬達實驗看變頻意義

本實驗主要探討變頻的意義,利用廢棄風扇設計轉子和線圈互感實驗中發現轉子上渦電流存在的事實。台灣交流電的頻率為60Hz,故四極馬達極速為30rps在實驗中觀察到,本實驗觀察到轉速越大則線圈和轉子上渦電流互感值越大並導致線圈電流變小,進而降低線圈電流熱效應佔輸入電能比例。在分析轉子處消耗能量實驗中發現如果轉速越接近極速則磁力在轉子切線方向分力做功比例會減少,且大部分輸入電能轉變成渦電流熱能,線圈與轉子間的平均磁力和轉子切平面的方向夾角(θ值)會決定線圈熱效應及渦電流熱效應佔輸入電能比例,實驗中發現最佳轉速(最佳θ值)下運轉馬達會達到最佳能源效益比,實驗結果顯示本次實驗採用馬達在轉速約25(rps)時能源效益比最佳。

蚊所遁形—白殭菌對地下家蚊致病力探討

為了解蟲生真菌對地下家蚊之感染情形,我們探討的變因分別為溫度、蟲齡及白殭菌孢子懸浮液之濃度。溫度方面,根據台灣中央氣象局二00三年至二00七年五年來的平均資料,以台灣之最冷月均溫及最暖月均溫為上下限,訂出三個溫度;蟲齡方面,分別取孑孓及成蟲之二齡齡期;菌液濃度方面,分別訂取孑孓及成蟲感染之有效感染濃度。實驗分別為地下家蚊及白殭菌之生活史觀察與其在各種變因下白殭菌感染地下家蚊之情形及累積死亡率。 研究結果顯示,地下家蚊完成生活史約需18天,且在一定範圍內,溫度越低生長情形越好。由實驗得知,白殭菌在一定濃度下可對地下家蚊成蟲與幼蟲造成致病力,而於低溫下感染對成蟲與孑孓的致死率提升較多,感染效果較佳;且致死率與濃度成正相關;齡期方面,因成蟲及幼蟲生活史長短不同,將之分開探討發現在成蟲及幼蟲時期感染效果皆佳。整體而言,我們建議在冬季時用高濃度白殭菌同時感染成蟲及幼蟲,可有效防治地下家蚊。

偏振光調控銅化合物顏色的機制與探討

入射光的偏振態、線偏振角度及波長與銅化合物產生反射橢圓偏振光有關;位置分析點1398 ~ 點1455 之間銅化合物種類多,各位置分析點的 RGB光強度比例變化、橢圓長軸角度不同、橢圓短軸偏光透光率差異性,是造成銅化合物顏色變化及色彩的移動主因。位置分析點 1455,線偏振 + 45 度入射,析光片轉 85 度,紅光與藍光光強度比例會互換,銅化合物有類似互補色的顏色變化。位置分析點 1398 ,圓偏振光入射,紅光與藍光的橢圓長軸角度差 70 度,橢圓短軸偏光透光比例值相同,析光片轉 70 度,銅化合物會出現互補色。利用光強度方程式畫出模擬曲線圖與實驗反射光強度比例分布圖比較,若曲線符合,可證明設定的 E0y,輸入的E0x 、 δx 、 δy 等參數無誤,得出相位差 δ。

跳舞的源泉

水由省水龍頭的出口流出時,會形成簾狀的水膜。流量較小的時候,水膜散開一小段距離,受重力及表面張力作用,會縮聚在一起,再散開成水滴。流量較大時,不會縮聚在一起,經一段距離後,直接形成水滴。在水龍頭下方置放一水平板,水膜撞到水平板後,水膜流速突然減慢,使膜內的中空處壓力變大,平板上的水面上升,且有規律的上下跳動,稱之為跳舞的源泉。改變水的流速、出水口到水平板的距離以及水的表面張力都會改變水平板上水面上升的高度。我們實驗探討流速、出水口到水平板距離及表面張力對水面上升高度的影響。

廢棄香灰的環境污染與再利用之研究

廢棄香灰最常見的處理方法就是未經處理就直接丟棄或倒入水溝、河川之中,本研究實驗得知,廢棄香灰導致環境水質或土壤受到污染情形嚴重,並造成植物生長遲緩甚至枯萎死亡,對環境影響極大。對於廢棄香灰的再利用,本研究分析香灰成分,經過三角座標試驗及賽格式分析,成功將廢棄香灰使用於陶瓷釉藥中,並研究成功發展出青瓷釉藥,並與宋代釉色做比較,創造經濟及藝術效益,另外,香灰釉藥的生活陶瓷用具不僅有環保意識,心靈層面上更兼具神明保佑的作用。

利用摺紙藝術製作發電裝置

本研究利用噴蠟印表機印製特定圖樣製備隔膜型紙電池。利用蠟本身具有疏水的特性,將可簡易的製作出紙流道。在紙電池中分別滴上硫酸銅、氯化鋁溶液,並利用玻璃紙當作隔膜,黏上銅片和鋁片,最後利用摺紙的方式將紙電池組裝起來。鋁片就會形成電池中的陽極,銅片將成為陰極,而玻璃紙就能取代鹽橋作為離子交換的介質。在紙電池的頂端,進水口的地方滴入幾滴水,水就能藉由紙流道進入電池內部,數秒鐘內即可測量到電壓,最後經過不斷的優化電池的設計,此電池的開路電壓能夠達到0.915伏特。

流體動能利用系統-Stanley Generator 製作及模組化應用

我們以超過傳統1.96 倍(平均值)發電量的新式 Stanley Generator(SG)同軸發電機應用在水平軸流體發電及垂直軸流體發電,並結合水平軸可多層次利用流體動能及垂直軸簡易的優點,設計出新一代HV(Horizon Vertical)系統。設計並檢測阻流型葉扇及撞流型葉扇不同長寬幾何比例及不同的葉面傾角度,在風速0.5m/s~5.0m/s 情境,測量葉扇的轉速,結果阻流型葉扇以第4 組葉扇(21.5:10:40)於葉面傾角10o、撞流型以第二組葉扇(21.5:10:40),所得啟動風速最低且轉速最平均兼顧低風速啟動及高轉速維持。同時設計了各式SG 應用模組,包括一級應用的三層流體動能擷取系統,二級應用的雙軸單增速系統,三級應用的雙增速HV 系統。都能發出比一般發電機高的電量(1.48~1.96 倍),也更快(較低流速)達到發電機最大(額定)發電量。

菜園裡的黑芝麻-黃條葉蚤生活習性及防治方法探討

本研究以學校菜園中危害較大的昆蟲---黃條葉蚤(Phyllotreta striolata)為研究對象,分類上屬於鞘翅目金花蟲科。 黃條葉蚤雄蟲觸角第1、2節為黃色,第5節略膨大且長度約為第6節的1.6倍長;雌蟲觸角第1、2、3節為黃色,第5節無明顯膨大。體型測量發現雌蟲的頭寬、體長及體寬的平均值均比雄蟲大。卵粒呈橢圓形,淡黃色,卵長平均值為0.30mm,卵寬平均值為0.20mm。生活習性部分,發現黃條葉蚤具有趨光性,以跳躍為主要移動方式,跳躍距離平均為16.19cm,最遠可達34.5cm,約是體長的145倍。 在友善防治的實驗中,驅蟲水的室內實驗以洋蔥水、菸葉水及生薑水效果較佳;驅蟲水在菜園實驗中,則以小蘇打水、生薑水及菸葉水效果較佳。有色黏板誘捕實驗則以黃色黏板誘捕效果最好。

牙周病菌影響胰臟癌細胞的免疫調控作用

胰臟癌是台灣十大癌症死因的第八位,根據前人研究發現,小鼠若餵牙周病菌,會加速癌症發展,在癌組織中可找到牙周病菌與白血球浸潤的現象,但是牙周病菌引起的發炎現象與胰臟癌病理機制之關聯並不清楚。本實驗探討牙周病菌、胰臟癌細胞與白血球之間的交互作用,發現 Jurkat T細胞、THP-1等單核球細胞,以及胰臟癌細胞BxPC-3受牙周病菌刺激後,會增加特定趨化因子 (如:CCL-20) 或是細胞激素 (如:IL-1β、TNF-α) 的表現。為探討發炎反應是否影響癌細胞,MTT assay分析發現白血球釋放的因子會促進胰臟癌細胞的生長,瞭解胰臟癌發展的病理機制,未來在預防和治療上,將提供很重要的訊息。