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- Jan 04 Sat 2020 19:59
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"Clock" 不簡單：四位數電子時鐘套件
- Sep 21 Sat 2019 09:07
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萬用電錶之小盒內的秘密（第三部份：電阻錶的結構）
（以下內容摘錄自本人另一個同名部落格《創科小淘氣 The Little Electronics Mischief》： https://elec-mischief.blogspot.com/。歡迎按連結瀏覽更多電學基礎、電路設計心得等文章。）
試想像面前有一個基本電流錶，其滿度電流為 50 µA，內阻 2 kΩ。我們如何將它改裝成電阻錶，量度未知阻值的電阻呢？
- Sep 20 Fri 2019 10:31
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萬用電錶之小盒內的秘密（第二部份：電壓錶的結構）
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上次解構了指針式三用電錶內的電流錶結構，與及如何利用基本電流錶加大量程，這次則談談電壓錶的原理。我們繼續以內阻值 2 kΩ 、最大可測量 50 µA 的電流錶作分析。但其實只要細心想想，便發現這個電流錶亦可測量電壓，即是說它本身就是電壓錶！因為利用歐姆定律 V = IR，我們可計算出電流錶指針在滿度下，流過電流錶的最大電壓降是 50 µA x 2 kΩ = 0.1 V。只需從電流錶上指針的讀數按比例計算，便能量出電路中兩端的電壓差。
- Sep 19 Thu 2019 10:48
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萬用電錶之小盒內的秘密（第一部份：電流錶的結構）
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上回介紹萬用電錶的基本操作方法，不知大家現在是否熟習呢？一般萬用電錶多用於量度電流、電壓和電阻值。指針式萬用電錶是較早期發展的電錶，由電流錶（亦稱安培計，Ammeter）、電壓錶（亦稱伏特計，Voltmeter）和電阻錶（亦稱歐姆計，Ohmmeter）組合而成。整個盒子拿起來一點也不重，你或會好奇到底內裡有什麼乾坤，這次讓我們逐一拆解，讓你有更進一步理解：
- Sep 18 Wed 2019 10:31
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電子實作的好夥伴：萬用電錶的基本認識和操作方法
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我們進行電子實驗或是焊接電路時，需要借助儀器幫忙檢查零件和線路，萬用電錶（Multimeter）就是你其中一位不可或缺的夥伴。說是「萬用」，因為只要一部在手，便能輕易讓你診斷電路故障或得到零件參數。萬用電錶又稱三用電錶，主要功能是量度電阻值、電流和電壓，有些萬用電錶亦可測出電容值、電感、訊號頻率、分貝、電晶體的腳位和增益等（圖一）。它們的功能如此多樣，但入門級價格相宜，數十港元便可購得。
- Sep 17 Tue 2019 12:58
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電池還有電嗎？—— 電池電壓的量度方法
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相信每個家中也有需要使用乾電池操作的電器，例如是手電筒、電子時鐘等。當發覺這些電器停止運作，或者效率降低時，最常見的原因是它們「沒電」了，通常更換電池後電器便回復正常工作。在丟棄一枚舊電池時前，大家有否想要測試它的壽命是否真的到了盡頭，還是仍可繼續作出點滴貢獻呢？
我們不妨使用萬用電錶測量舊電池的電壓。萬用電錶分為指針式和數位式兩類，以下使用指針式萬用電錶講述。或許你認為只要把電錶切換至適合的直流電壓檔位，將紅黑錶針分別接至電池正負極，便可測出電池電壓（圖一）。然而以這種方式量度不太正確，因為你大有機會看見電池近乎滿電的錯覺。原因是什麼呢？
圖一
現在假設電池接駁一個燈泡並點亮一段時間，電池內的化學物質消耗，使電池產生的電量下降，輸出的電流減少，燈光愈來愈暗。我們也可以理解為電池內阻提高，影響輸出電流（使用歐姆定律即可解釋）。使用電錶直接量度電池兩端電壓，我們以電路圖表達（圖二）：
圖二
藍框為電池整體部份，為方便表達，電池內阻亦一同繪出，標示為 RB。E 則為電池原來電壓，假設這枚是 1.5 V AA 電池，E = 1.5 V。 RM 為電壓錶的內阻，其阻值相較 RB 高很多，設為 1 MΩ。量度電池電壓，即 ab 間的電壓差（Vab），並留意電路中 RB 和 RM 串聯。
前文談到電池內阻隨使用時間提高。如果電池使用初期 RB 為 1 Ω，當電池電量逐漸秏盡後 RB 增至 10 Ω（以上只是假設情況）。現分別計算 ab 間的電壓差 Vab：
電池使用初期
當 RB = 1 Ω，電路電流 I = E / (RM + RB) = 1.5 V / (1 MΩ + 1 Ω) ≈ 1.4999985 µA。
Vab = I x RM = 1.4999985 µA x 1 MΩ ≈ 1.4999985 V
電池使用後期
當 RB = 10 Ω，電路電流 I = E / (RM + RB) = 1.5 V / (1 MΩ + 10 Ω) ≈ 1.499985 µA。
Vab = I x RM = 1.499985 µA x 1 MΩ ≈ 1.499985 V
從以上結果可以看到，因受電錶的高內阻 RM 支配，令量出的電池電壓也接近 1.5 V。從電錶看到電池電壓沒有明顯變化。亦較難分辨電池電量是否足夠。
相對準確的量度方法，是用一個負載（例如電阻）接至電池兩端，電錶並聯負載量度電池電壓如圖三，電路圖參見圖四：
圖三
圖四
RL 為新加入負載的阻值。若現設為 20 Ω，再次計算 ab 間的電壓差（Vab）：
電池使用初期
當 RB = 1 Ω，電路電流 I = E / [(RM // RL) + RB] = 1.5 V / [(1 MΩ // 20 Ω) + 1 Ω] ≈ 1.5 V / 21 Ω ≈ 0.0714 A
Vab = I x (RM // RL) ≈ 0.0714 A x (1 MΩ // 20 Ω) ≈ 0.0714 A x 20 Ω ≈ 1.428 V
電池使用後期
當 RB = 10 Ω，電路電流 I = E / [(RM // RL) + RB] = 1.5 V / [(1 MΩ // 20 Ω) + 10 Ω] ≈ 1.5 V / 30 Ω ≈ 0.05 A
Vab = I x (RM // RL) ≈ 0.05 A x (1 MΩ // 20 Ω) ≈ 0.05 A x 20 Ω ≈ 1 V
從以上計算可知，加入負載電阻量度電壓明顯看到電池電壓的變化。
欲想物盡其用，可取出原本用於低內阻電器的電池，因該電池電壓下降再不能推動電器運作（如小型馬達等）。可嘗試將該電池放於高內阻電器中繼續使用（如電子鐘等）。
以下可用歐姆定律證明說法。
當 RL 增加，設為 1 kΩ，重覆以 RB = 10 Ω 計算 Vab：
電路電流 I = E / [(RM // RL) + RB] = 1.5 V / [(1 MΩ // 1 kΩ) + 10 Ω] ≈ 1.5 V / 1,009 Ω ≈ 0.00149 A
Vab = I x (RM // RL) ≈ 0.00149 A x (1 MΩ // 1 kΩ) ≈ 0.00149 A x 999 Ω ≈ 1.489 V
現在電池電壓浮升接近 1.5 V，所以可在這部電器使用，至於能再「捱」多少時間，便要視乎電池內未耗掉的化學物質數量，別以為能不斷用於更高內阻的電器中。
註：
1. 以上論述的電池為非可充電的電池。
2. 須注意，某些電池因質量問題，電量秏盡或長久置放會漏出化學液體損壞電子產品。
- Sep 16 Mon 2019 10:40
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觸電概念速談 / 靜電的危害？/ 站在高壓電纜上的小鳥
（以下內容摘錄自本人另一個同名部落格《創科小淘氣 The Little Electronics Mischief》： https://elec-mischief.blogspot.com/。歡迎按連結瀏覽更多電學基礎、電路設計心得等文章。）
圖片來源：http://imgfave.com/view/3209846
- Sep 15 Sun 2019 08:45
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電學發展漫遊
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電學是物理學的分支學科，以電為研究對象。電是神奇的東西，它並非實物，非有形狀和可觸摸得到，但是你可在大自然中觀察到它的存在，早在公元前 585 年古希臘時已被發現——哲學家及科學家泰勒斯（Thales）留意到用布摩擦過的琥珀可吸引輕小物件，例如碎草、羽毛等。英文的電字「electricity」就是源於從希臘文的「琥珀」，elektron。東漢思想家王充在著作《論衡‧亂龍》亦提到「頓牟掇芥」這摩擦起電的現象。其他國家在不同時期，在不同情況下也發現電的存在，例如會發射電擊的發電魚，當然還有大自然的閃電現象等。當時人們對電一無所知，這類現象大概會被視作神秘的力量吧。好奇的學者便對此加以研究，並逐漸發展出電學理論，也衍生次領域如電路學、電子學、電磁學等。
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