對電路的認識，僅限於國中課本。這篇分享買電阻前後的發現學習，以及簡單運用在教學(生活計算題)的想法。
那天做4-4電路實驗，利用伏特計測電壓、安培計測電流，再計算出電阻值。學校裡的物理實驗器材不多，有什麼用什麼。順手找到二包電阻來讓學生操作，其中一種比較大顆，另一種比較小顆，老實說我也不知道這些電阻值多大。
跟學生說，「這裡有二種電阻，一種是大電阻、一個是小電阻，請分別測出電阻值後，再進行大小電阻串聯與並聯。」
雖然大小與外觀不一樣，仔細瞧，電阻上面的色線相同，他們的電阻值都一樣。
看來是因為在不同時期購買的，所以外型才不一樣(我的推測只對一半)。
後來才知道，上面大一點的是2W的金屬氧化膜電組，下面小顆的是1/4W的碳膜電組，二個都是10歐姆。
學生實驗發現二種電阻測出來都是10歐姆，他們當自己是測錯來跟我討論：「為什麼不同的電阻會有相同的電阻值？」
學生的問題對我來說是誤打誤撞的教學機會。
他們念出大小電阻的色線顏色順序，發現：棕黑黑金，二種電阻的顏色順序完全一樣！
色環的顏色對應數字有：金(-1)、黑(0)，棕(1)，紅(2)，橙(3)，黃(4)，綠(5)，藍(6)，紫(7)，灰(8)，白(9)，第一條代表十位數，第二條代表個位數，第三條則是再加幾個零。至於金色，則代表±5%的誤差。
- 以棕黑黑金來說，棕1黑0，棕黑代表10，黑代表沒有0，所以是10歐姆。
- 如果是棕紅橙金，棕1紅2代表12，橙3代表再加3個0，所以電阻值是12000，即12K歐姆
這個網站可以輸入電阻顏色換算出電阻值。
還可以考學生：這四個電阻哪個電阻值最大？哪個最小？請對應色碼，將電阻由大到小重新排列。
可以從第三條的顏色(代表再加幾個零)來先比較。
學校有三種不同規格電阻，還有一種長長的白色電阻，水泥電阻，這顆是100歐姆。
水泥電阻上頭沒有色線，而是直接打印標示。(現在才發現，其實還有標示功率10W)
為什麼會有三種不同形式呢？從來沒細究過，一直相信是不同廠商出的，出產不同樣式...
直到這次親自去電子材料行買電阻並做了番功課，才明白自己的孤陋寡聞。
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學校只有10歐姆、100歐姆的電阻，其中100歐姆的陶瓷電阻已經有了標示。為了要安排學生測未知電阻(實驗實作考試)，跑到家附近新開的電子材料行去買電阻。
買電阻之前，還得要先想好~要買什麼範圍的電阻才合適。之前拿魔法車裡的電阻測試時，發現電阻都太大。好幾K歐姆，安培計測不出電流值。
學校伏特計的範圍分別30V，15V，3 V。若正極接在3V，則到0.1V都還算可以辨識。若是比0.1V小，就測不出來了且誤差也大。安培計的範圍分別5A，500mA，50mA。若正極接在50mA，則到1~2 mA都還算可以辨識。
去電子材料行，該購買什麼範圍內的電阻，才適合學校的儀器規格？
這是生活應用題。以前沒想過，反正課本實驗說用多大的電阻就用多大，學校有什麼儀器就用…請學生思考並計算，我將問題簡化，限制電壓值。「去電子材料行，該購買什麼範圍內的電阻，才適合學校的儀器規格？」
- 根據新舊不同，接二顆電池的電壓值也會在3V以下，就以3V來計。而電流的範圍，就由1mA~5A來算吧！這裡只要用到R=V/I ，可以算出3000歐姆~ 0.6歐姆之間。感覺範圍很大。
- 如果不限制，則學校儀器可以測的電阻範圍是多少呢？若是由電壓 0.1V~30V、電流1mA~5A來算，可以量測的電阻為0.02~30000歐姆。當然，這是理論值，實際上在接的時候，導線、鱷魚夾及電池本身的狀態，都會造成誤差。
希望電流不要太小與太大，於是抓電阻範圍在50~500歐姆之間選購。
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到了電子材料行，跟店員說想買電阻，她指給我一排小格子，「都在那裏！你要買多少瓦的？」
愣了，「多少瓦?」沒想過這個問題啊！
「買電阻不是看需要的電阻大小來算，為什麼要管瓦數？」
真的有瓦！
學校的小電阻(碳膜電阻)是1/4W
大一點的是2W的金屬氧化膜電阻。
電阻原來不是只看歐姆數值而已，還真的要考慮瓦數。我看到有好幾種規格：1/4w、1/2w、2w、10w，而不同瓦數的形狀大小不一樣。甚至還有好幾種形式。原來學校二種不同外型的10歐姆電阻，差別在於瓦數。灰色的是2w，淺褐色的是1/4w。我不知道電阻還可以分那麼多種。
左邊這種叫做金屬膜電組，也是1/4w，但是顏色與淺咖啡色的碳質電阻不一樣。右邊則是SMD晶片電阻。(我完全搞不懂~)
這個是水泥電阻，5W，8.2歐姆。同一款的水泥電阻，電阻值越大越長。
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該選幾瓦？後來決定買跟學校10歐姆相似的1/4w。挑了三種各8根，想說之後可以讓學生分成8組操作。
結帳時，多少錢呢？
這個問題我讓學生猜，也把故事講了一遍，並帶他們計算電阻。
「有沒有會員折扣？」他們問。
「也沒有紅利點數。」我還故意說，「只要是為學生做實驗的錢，我是不會計較太多，所以不打算跟學校要錢，買電阻的這些錢… 我-還-負-擔-得-起。」
請學生寫下答案。他們的答案從最少480、500、1500，一路猜到2800的，都有。
猜猜多少錢？
哈哈~ 8塊錢。三根一元，買了24根，花了8塊錢。
8塊錢連茶葉蛋、養樂多都買不起。(而且還有人說我電阻買貴了~~)
回到瓦數問題，後來才想到，不是才教電流熱效應嗎？電阻在通路中也是會發熱，1/4w是不是就是指它的上限，一旦超過就有可能使電阻燒毀！只要用P=IV去計算就好了。
買的電阻是75歐姆、200歐姆、300歐姆，「配合3伏特的電壓，1/4W的電阻OK嗎？」
又把這個問題丟給學生。(相關計算請見續篇，電阻瓦數問題。)
後記：看到我正在整理電阻，小孩拿它的電子積木給我看，上頭也有電阻。
而LED後面也有電阻呢！
串聯電阻可以使流過LED的電流不至於太大。
補充：
- 同樣阻值但不同瓦特的電阻價格不同，瓦特數越高價格越貴。選購電阻時要注意電子電路安全，並符合最佳成本效益。
- 常見的電阻: 碳膜電阻CF(外表為咖啡色)、金屬膜電阻MF(外表為藍色)、氧化膜電阻MO(外表為灰色) 、繞線電阻KN(外表為灰色)、晶片電阻RC 、大功率管狀電阻(外表為草綠色)、大功率鋁殼電阻(外表為金屬銀色)、水泥電阻SQ(外表為白色陶瓷)、保險絲電阻FR(外表為灰色)
- 還有其他電阻 : 熱敏電阻:隨溫度的改變而改變電阻值。壓敏電阻:隨電壓的改變而改變電阻值。光敏電阻:隨光線明暗的改變而改變電阻值。
- 延伸閱讀：這個網站有很詳細的電阻資料。http://www.keces.com.tw/3_audiodiy/N0205001/N0205001.htm
2016-01-10
