#最熱門的STEAM生活科學團購 ~ 3/14(日)止【STEAM生活科學小創客 (共31個機械手作教案)】
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三大系列31個教案，剛好可以規劃一個學期全部玩完
【三大系列】
⭕ 系列一: 好好玩的生活科學(3個主題14個教案)
1⃣ 好好玩的生活科學1：有趣的簡單機械與教學實驗
▶ 5種科學實驗 - 認識 #力學基礎 #槓桿原理
1. 翹翹板
2. 伸縮鉗子(剪刀)
3. 投籃機
4. 動定滑輪
5. 賽車

📘 小筆記：
簡單機械指的是機械中最基本的單位。它是我們生活中一切科技發展的基礎與最基本的元件，也是孩子接觸牛頓力學（向量力學）前的重要前導。簡單機械共包含了有（1）桿槓（2）輪軸（3）滑輪（4）斜面（5）螺旋，幾種基本元件組合而成的。人類從古至今，就一直利用這些簡單機械的基本元件，發展出能幫助我們生活更便利、更省時省力的複雜機械。現在，就讓我們帶領著孩子，一起進入到我們生活中去看看與學習這些有趣又好玩的生活科學吧！

2⃣ 好好玩的生活科學2：有趣的動力傳動學習與教學實驗
▶ 5種科學實驗 - 認識 #動力傳送 (齒輪傳動+鏈條傳動+皮帶傳動+液體傳動)
1. 齒輪
2. 行星齒輪
3. 鏈條傳動+皮帶傳動
4. 坦克車
5. 液壓升降台

📘 小筆記：
動力傳送就是將某一種物品產生的力量，傳至另一個地方。它包含了風力、水力、人力、電力、火力……等等。動力傳送最大的用途，就是將所有力量，經過動能轉換成機械能，幫助我們達到省力、省時，改變運動方向，使操作簡便的機械。其中，最為簡單、也最為我們常見的就是齒輪組的運用。

3⃣好好玩的生活科學3：運動定律的學習與教學實驗 - 認識 #運動力學
1. 伽利略單擺
2. 戰鬥陀螺
3. 重力小車
4. 風力車

📘 小筆記：
運動定律就是施加於物體的外力與物體所呈現出的運動彼此之間的關係。大家最熟悉的就是牛頓的三大運動定律，以及伽利略的單擺運動。

⭕ 系列二：小創客的科學教育與實驗製作系列(13個主題)
1⃣ 3合1液壓挖土機 #槓桿原理 #帕斯卡原理

📘 小筆記：
3合1液壓挖土機有挖土機、抓魚爪、破壞夾三種可以交換的工具頭。組裝過程可以體驗挖土機手臂利用流體（液態）傳送所產生的動力，並且在槓桿原理的輔助運用下，達到力量放大，以及真實的實踐「槓桿原理」及「帕斯卡原理」

2⃣ 四輪驅動車 #輪軸原理

📘 小筆記：
輪軸是由兩個不同大小的圓輪，固定在同一軸心上，這種機械稱為輪軸。大圈的圓叫「輪」，小圈的圓叫「軸」，輪軸是槓桿的變型運用。組裝過程中可以認識到兩個後輪的「輪軸原理」及利用皮帶，驅使後輪帶動前輪的動力傳送構造

3⃣ 雙翼滑行機 #輪軸原理

📘小筆記：
雙翼滑行機是利用螺旋槳使飛機滑行的原理。螺旋槳是一種有中央輻射形槳葉的裝置，每一槳葉都組成螺旋面的一部分。早期英國人把螺旋槳稱為「空氣螺絲」，因為扭轉的螺旋槳葉片就跟一般的螺絲有著相似的原理，它的運動方式是旋轉向下又向前

4⃣ 可愛機器狗 #槓桿偏心輪軸原理

📘 小筆記：
偏心輪軸指的是輪與軸的中心點位置不在旋轉點上，一般指的是圓形輪，當圓形沒有繞著自己的中心旋轉，就成了偏心輪軸。一般來說偏心輪主要的目的是產生振動即可，像是我們手機裡面的振動器都是用偏心輪，來達到震動模式。組裝過程可以認識到偏心輪軸所產生的推力以及槓桿原理，機器狗前腳帶動後腳，使機器狗能夠向前走動的原理。小朋友還可以調整偏心輪軸的角度，觀察這將會使機器狗走動時，產生如何的改變喔！

5⃣ 手持吸塵器 #大氣壓力原理

📘小筆記：
吸塵器的原理是利用風葉片在馬達上高速運轉，在內部將空氣抽走，使吸塵器內部的大氣壓力與吸塵器外部的大氣壓力相比之下，產生負壓，從而將吸塵器外部的灰塵、細小垃圾等物質經吸入吸塵器內，達成吸取灰塵的目的

6⃣ 水陸兩用車 #大氣壓力與浮力原理

📘 小筆記：
水陸兩用車就是利用浮力，以及螺旋槳使車子滑行的原理。當螺旋槳在水中或空氣中旋轉時，就產生拉（推）力，使車子、船或飛機作前進運動。這也是利用大氣壓力所形成的的一種動力。空氣流過螺旋槳時，會使一側的壓力小於另一側，這會產生一個向較低壓力方向的反作用力，促使雙翼滑行機向前滑行。水陸兩用車遊戲過程中，除了認識到螺旋槳所產生的推力，更能認識到水的浮力，以及空氣中作用力與反作用力的運用喔！

7⃣ 工程壓路機 #輪軸傳送 #重力與壓力

📘 小筆記：
壓路機擁有著巨大的滾輪，是用於道路、機場跑道、等大型工程壓實地面作業的工程車輛。它的作用是藉由壓路機鋼輪的重量，來壓密物體表面(利用壓力來滾壓)

8⃣ 鋼琴音樂盒 #彈性物體變形與動能轉換 #槓桿力矩

📘小筆記：
當音樂盒發條被上緊時，發條前端的槓桿力矩最長，發條前端輸出的力量也最大。運行一段時間後，緊緊盤在發條軸上的發條會慢慢鬆開，它的能量隨之下降。當能量即將耗盡時，發條末端的槓桿力矩最短，力矩也最小，輸出的力量也隨之變小，直至發條恢復原狀為止

9⃣ 紙飛機發射器 #認識輪軸與磨擦力

📘 小筆記：
紙飛機發射器是利用兩個圓輪與紙飛機之間的摩擦力，來固定住紙飛機（所謂摩擦力，是指一物體在另一個物體表面上滑動或將要滑動時，這兩個物體在接觸面上會產生阻止相對運動的作用力，這種作用力稱為摩擦力。試試看用不同厚度的紙張摺紙飛機，看看紙飛機與發射輪在不同摩擦力之下，會有什麼樣不同的反應及效果

🔟 古代明輪船 #齒輪傳送以及輪軸原理 #體驗水的浮力 #作用與反作用定律

📘小筆記：
明輪船是指在船的兩側裝有類似輪子、能旋轉的槳輪，由於槳輪的一部分露在水面上邊，因此被稱為明輪船。當流體的浮力＞物體的重力（密度）時，物體將會上浮。當明輪船的槳輪在水中旋轉時，會對水產生一股推力（作用力），同時，水也會以反方向對槳輪產生一股反作用力，使船作前進運動。

❶❶ 旋轉木馬音樂盒 #槓桿力矩原理

📘小筆記：
遊戲過程中可以學習到發條的工作原理是屬於槓桿力矩原理而運作的：當發條被上緊時，此時發條前端的槓桿力矩最長，所以發條前端輸出的力量也最大。運行一段時間後，緊緊盤在發條軸上的發條會慢慢鬆開，它的能量隨之下降。當能量即將耗盡時，發條末端的槓桿力矩最短，所以力矩也最小，因此輸出的力量也隨之變小，直至發條恢復原狀為止。

❶❷ 浪漫的摩天輪 #動力傳送 #槓桿力矩原理

📘小筆記：
遊戲過程中可以學習「皮帶」所產生的動力傳送，以及槓桿力矩原理而運作的發條工作原理：當發條被上緊時，發條前端的槓桿力矩最長，所以發條前端輸出的力量也最大。運行一段時間後，緊緊盤在發條軸上的發條會慢慢鬆開，它的能量隨之下降。當能量即將耗盡時，發條末端的槓桿力矩最短，所以力矩也最小，因此輸出的力量也隨之變小，直至發條恢復原狀為止。

❶❸ 消防雲梯車 #巴斯卡原理 #流體力學

📘小筆記：
消防車又稱救火車，是專門用作滅火或其他緊急用途的救災車輛。按功能可分為抽水車、雲梯車、搶救車及其他專門及支援車輛。消防雲梯車是屬於消防的高空作業車，通常被用於高空灑水及救人。雲梯的主要運作方式，是利用了流體力學中的巴斯卡原理（液壓傳動），來操作雲梯的伸縮。

⭕系列三: 讓孩子著迷的遊戲製作與實驗(4個主題)
#認識偏心輪軸的推力 #槓桿原理
1⃣ 腕龍
2⃣ 無齒翼龍
3⃣ 三角龍
4⃣ 暴龍

#STEAM #SCENICE #TECHNOLOGY #ENGINEERING #ART #MATHEMATICS #科學 #科技 #工程 #藝術 #數學 #小創客

打開電力新視野 - 日月潭抽蓄發電成典範 光輝歷史 風華再續（06/01/2020 台電月刊690期）

讓我們避免無謂的口水戰、意識形態先入為主，報真導正，回歸客觀、持平、專業的角度來看待能源轉型的各面向議題。

文後還有一系列相關的議題探討、解析，也頗值得大家參考。

台電月刊第690期封面故事專題企劃 - 日月潭抽蓄發電成典範 光輝歷史 風華再續

日月潭擁有全臺唯二的抽蓄水力電廠，在迎向能源轉型的今日，抽蓄機組肩負尖峰急救電力、確保供電穩定的重任，更許諾日月潭的永續經營。

來到日月潭，總讓人放慢腳步，欣賞一年四季、晨昏變幻的美，加上環湖步道與休憩設施完善，每年吸引超過600萬人次造訪，2019年更獲選全球百大綠色旅遊目的地。

然而，一般人可能不知道，日月潭不僅具有觀光休憩功能，還是提供發電的大型水庫。日月潭每日水位有將近2公尺的水位落差，這不是潮汐現象，而是台電大觀二廠、明潭發電廠每日進行抽蓄發電造成，順此變化，遊艇停靠區的碼頭設計多採用浮排；日月潭能保持清澈、避免優氧化，原因之一是抽蓄發電使潭水經常在上池（日月潭）及下池（明湖水庫、明潭水庫）間流動所致；當地餐廳供應的鮮美潭魚，則來自台電每年放養魚苗、嘉惠漁民；身為日月潭水庫管理機構，台電還肩負著水庫清淤與集水區邊坡維護工作，讓美景長青。

水力發電原鄉 再續光輝歷史

早在日治時期的1930年代，臺灣電力株式會社（台電前身）奠立了日月潭複雜的水力發電系統，興築水社壩與頭社壩形成日月潭人工湖，潭水來自濁水溪上游，在南投縣仁愛鄉武界地區築壩攔水，經15公里長的引水隧道，引水注入日月潭，形成「離槽水庫」（即不建在溪流本流上的水庫，與「在槽水庫」相對），同時利用水位落差引水至兩座發電所（即今大觀一廠與鉅工分廠）進行發電，發完電的水再度回歸濁水溪，流經下游集集攔河堰以供應彰、雲地區的農、工、民生用水。

1970年代「第一次世界能源危機」之後，世界各國紛紛投入開發抽蓄水力發電，加上1970年代末，臺灣經濟快速成長，尖峰用電需求急遽增加，政府乃提出抽蓄發電計畫，大觀二廠、明潭發電廠先後於1985年及1995年落成啟用，明潭發電廠完工時是當時亞洲第1大、世界第4大抽蓄電廠。兩廠分別可輸出最高100萬瓩及160萬瓩電量，占今日全臺總裝置容量約6.2％，至今仍是臺灣僅有的兩座抽蓄電廠。

如果以球隊成員來比喻不同類型的電廠在電力系統裡的角色，抽蓄電廠就像一位可靠而敏捷的「備援投手」。發電處李崇賓處長指出，這是因為抽蓄機組有「起動迅速、升降載速度快、線上調度及離峰抽蓄儲能」4項特點，遇到系統負載尖離峰變化過於劇烈，或是發生大型機組跳脫導致系統頻率下降，它都能在短短數分鐘內立刻上場救援。同時，抽蓄水力發電原始設計理念是利用離峰時段剩餘電力抽水，在白天尖峰時刻放水發電，以替代其他較昂貴的發電方式，有降低發電綜合成本之效。

抽蓄發電將水資源循環利用

抽蓄電廠與日月潭風光休戚與共，然而，環湖一圈也難見廬山真面目，得翻過西側的阿里眉山來到南投縣水里鄉，往濁水溪支流的水里溪畔探尋。

來到大觀發電廠廠區，訪客第一眼總被山頂磅礡直下的5支綠色壓力鋼管所吸引，下方連接的土黃色平頂廠房為1934年建成的大觀一廠，明湖水庫則位於一廠北端，順河谷地形而建。

大觀二廠從日月潭西側水社附近取水，水從兩條各2,380公尺及2,350公尺的引水隧道，一路穿過中潭公路下方，再由壓力鋼管輸送至發電機組；明潭發電廠亦有兩條引水隧道，不同是在過河段有明管跨越頭社溪，在明湖水庫下游的水里溪築壩成明潭水庫。

抽蓄發電的原理是，水輪機帶動發電機順轉方向即發電，當離峰用電時段，再利用系統剩餘電力，將發電機反轉作為馬達帶動水輪機，把下池儲存的水順原水路，抽送回上池蓄存待用，如此循環利用，完全不浪費水資源。

來訪這天，大觀發電廠黃陵育副廠長帶領我們走至明湖水庫壩頂，愈靠近山壁的4道尾水閘門，愈能聽見從地底深處傳來的隆隆聲響。「這是大觀二廠正在發電，尾水排放的聲音。整座地下廠房就藏在山腹內，距離下池水面還有70至80公尺深！」黃陵育解釋，這是抽蓄機組的必要深度，「因抽水運轉啟動前，為了減輕動輪的阻力，必須先將原本充滿水輪機的水，利用空氣壓力向下壓。」

深入發電心臟 一窺抽蓄機組奧秘

要進入地下廠房，得從隧道深入。抽蓄電廠的裝置容量大，因此設備也比其他大型水力電廠來得龐大與複雜，而明潭發電廠地下廠房的量體，是所有地下廠房中最大的，其頂拱距地表約300公尺，內部空間縱向高度46公尺、長158.4公尺、寬22.4公尺，看不見的連續壁厚達2至3公尺。

大觀發電廠土木組張立平經理30多年前曾參與抽蓄工程營造，他回憶，「地下廠房開鑿時得另挖橫坑，將土石不斷清運，也要處理岩壁滲水問題。」當時有人形容開挖範圍之大：「將台電大樓結構物橫放進去，綽綽有餘」。

明潭發電廠運轉組林永聯經理與供應組廖宜英經理帶我們穿梭在迷宮般的地下電廠，最頂層稱為地下1樓，為裝機台，6部發電機排成一列，上蓋燈亮表示運轉中，因大修時需要操作起重機進行拆解與組裝，空間設計得空曠、挑高；廖宜英指著屋頂上兩部移動式起重機：「大修時最重的物件是發電機轉子，約重375噸，但一部起重機最大吊重是250噸，因此必須兩部聯合操作才吊得起來。」

走至地下2至5樓，可見水輪機隆隆運轉，各層佈滿穿來引去的各種管路、水閥裝置、調相設備、監測儀表等，侷促空間卻是值班人員每日梭巡的工作場所。曾任值班主任、經歷過傳統人工操作的林永聯說，電廠值班採「4班3輪」制，即連續3天輪值大夜班、白天班、小夜班，第4天休息，如今雖改由值班主任於控制室遠端遙控操作，現場還是需要兩名值班人員定時巡視，遇到操作系統發生異常（例如漏水、漏油），要有停電檢修與故障排除能力。

維修保養有道 隨時上場應戰

為精簡人力，1999年起，明潭發電廠廠長兼任大觀廠長，各廠下設兩位副廠長；大觀發電廠又分一廠及二廠，明潭發電廠另管轄鉅工分廠、水里機組、北山機組、濁水機組，所有機組皆可由明潭發電廠遙控操作。

明潭發電廠許宗源廠長指出，抽蓄機組的起停運轉時間及發電量大小，受電力調度處中央調度中心指揮調度。「抽蓄電廠的特性是，因調度頻繁，設備耗損較大，維護、保養與檢修也相對頻繁。」他解釋，設備維修的頻率，與運轉時間及操作次數有關。以開關場的斷路器為例：抽蓄機組斷路器一天動作4、5次，操作2,000次必須檢修，操作1萬次就得更新。「抽蓄電廠6、7年就達到操作1萬次，其他水力電廠用幾十年還達不到。」

設備維護分為定期檢查及大修兩種。抽蓄機組每8至9年需進行大修，費時4個月，大修的主要項目由電力修護處負責，「光是拆卸就要花20幾天，回裝更難，需要30幾天，中間60天做檢修。」大觀發電廠曾東釗副廠長指出，為了控制工期，大修時會將不同工項一併來做，例如同時進行調速機、勵磁系統、發電機線圈的更新，零件都須事先準備，有些零件還要現場精修。

抽蓄機組大修期間等於缺少一名「備援投手」，對電力調度茲事體大，因此，電力調度處會密切掌握與協調大修時程，「2018年備轉容量在6％以下時，抽蓄機組大修就曾臨時喊停，因為此時電力系統特別需要抽蓄機組補足電力。大修開工後，若有需要延期，也要立刻向調度處說明，以做好因應。」許宗源說。

抽蓄機組必須勤維護，才能保持最佳狀態，隨時上場打仗。2015年蘇迪勒颱風襲臺，深夜裡和平、協和、麥寮發電廠接連全停電（和平、麥寮為民營電廠），導致系統頻率急降，就是靠正在抽水模式的抽蓄電廠緊急跳脫因應，才化解限電危機。又如，2019年8月，麥寮電廠因故障導致3部機組同時跳機，也是靠抽蓄機組自動卸載來穩定頻率，避免限電。

「真英雄是沒有故事可以講的，」電力調度處吳進忠處長曾如此讚揚抽蓄機組貢獻：「因為真英雄第一時間出手就把問題給解了。這就是抽蓄機組的儲能價值。」

再生能源蓬勃發展 抽蓄電廠新使命

因應政府能源轉型政策，目標2025年將有2,570萬瓩的太陽光電與風力併接於台電電網，然而，再生能源具有間歇性及瞬間出力變化劇烈的特性，對於電力系統調度的挑戰大，使得抽蓄機組的調頻服務更受倚重。

許宗源指出，過去2年來抽蓄電廠已經配合再生能源執行調度，今（2020）年太陽能併網大幅躍進，預估到今年8、9月時，太陽能加上風力的「瞬間」發電量將超過400萬瓩，「往後調度只會更加複雜，發、抽次數變得更頻繁，且不一定何時發、何時抽。」許宗源說。

他舉例，以前是白天尖峰時段發電，如今豔陽高照的中午，不可能透過火力電廠降載，只能靠抽蓄機組以太陽能的電來抽水，平衡系統負載，「最近就創下中午3部機同時抽水的紀錄。」

抽蓄機組設備操作次數增加，代表設備維修更頻繁，人力成本也相應提高。曾東釗點出，「不能讓變化追著跑，抽蓄電廠要先做好準備，積極應戰，發揮存在的最大價值。」電廠因應之道包括，年輕同仁都會派去其他廠支援大修，增加交流與磨練機會；建立大修作業指導書，現在還加上縮時攝影，讓核心技術不斷層。「同仁也要有心理準備，未來值班是日班忙、夜班也操。」曾東釗說。

擁抱綠電 與自然共生

面對再生能源併網對系統調度的挑戰，除了兩座抽蓄電廠持續配合調度，電源開發處也正著手進行「大甲溪光明抽蓄水力發電可行性研究」，是利用德基水庫做上池，下游的谷關壩做下池，目前分成「抽蓄式」與「抽水式」兩案，還在綜合考量評估中，將適時提出可行方案。

同時，台電也與民間企業合作研發大型儲能系統，甫於今（2020）年5月中旬啟用的金門塔山發電廠夏興分廠之儲能系統，是重要里程碑；推動中的智慧電網，對於再生能源預測與電網調度亦是必要基礎建設；燃氣複循環機組未來也將加入調頻服務的行列。

承接著百年光輝歷史，日月潭抽蓄發電持續締造傳奇，並許諾日月潭的永續經營，不僅是系統最忠實可靠的備援投手，也是現代電廠的綠色典範。

完整內容請見：
https://tpcjournal.taipower.com.tw/article/3969

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#天寒地凍，#保暖小訣竅報給你知
大家今天過得好嗎？有沒有冷到不想上班呢？這波寒流估計會冷到後天(13日)，請大家務必注意保暖！這幾天也傳出因寒流猝死的意外，最年輕者才40歲。這邊告訴大家10種常見的保暖方式：

1️⃣最常見的#洋蔥式穿法
從裡到外分別穿：發熱衣、毛衣、羽絨外套。發熱衣的原理是用人體自己的水蒸氣轉成熱能，所以發熱衣直接接觸肌膚效果比較好。

2️⃣保暖配件
依次序是：帽子、耳罩、口罩、圍巾、手套、襪子。因為頭部較易受寒，所以頭、頸部一定要做好保暖。

3️⃣肢體的保暖
像騎車時就特別需要手套保暖，若不夠暖還可以手套內加透明手套。腳部的話，現在其實也有腳部暖暖包，貼在襪下可以加強保暖效果。

4️⃣腿部保暖
這種天氣就別穿牛仔褲，特別是在天氣溼冷的時候，濕掉的牛仔褲會降低保暖功效。防風效果較好的褲子可以選擇登山褲，最好裡面鋪毛的那種，要加強保暖效果可以加上內搭褲。

5️⃣暖暖包
由於原理是裡面的鐵粉搓揉後氧化而放出熱量，所以要避免拿出來和冷空氣接觸分散熱度，建議放在衣服口袋即可，睡覺時也要注意別放在身上，以免燙傷。

6️⃣泡澡機、泡腳機
不能用太久、要適時補充水份，不然有可能會出現暈眩等情形。

7️⃣電暖器
冬天最適合的溫度是18～20度，睡覺時可以把溫度調低一點，因為這時體溫會下降，加上電暖器的耗電量較高，這樣就能減少多餘的耗電。如果家裡的人只待在同個地方就開電暖器，如果很分散就開空調，因為大範圍用空調比較省電。

8️⃣空調
其實開微風模式沒有比較省電，反而「自動模式」讓室溫快速上升比較省電。

9️⃣窗戶
由於冷空氣都是從窗邊灌進室內，除了要把電暖器拉到窗邊提高溫度；另外，如果太陽難得出現，可以開窗簾讓陽光照進室內來提升室溫，晚上再關窗、拉窗簾來隔絕冷空氣。

🔟地毯
由於家中的磁磚一般來說降溫相對快一些，所以鋪上地毯在室內具有較好的保暖功效。

這邊提供以上十種常見的保暖方式，希望能幫大家在這波寒流中做好保暖，也提醒大家若不在家中，務必關閉保暖電器。

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另外，提醒#五股、八里停水 ，民眾記得先儲水備用：

台水公司公告因工程停水，五股、八里部分地區將從明(1/12)天上午9時起至1/13下午5時止，共計停水20小時。範圍包含：

五股區 - 成泰路四段38～88號、孝義路1-69號（單號側）、2-90之1號（雙號側）
八里區 - 龍米路一段2-1號～78號。

這段期間設有2處臨時供水站： 八里區龍米路1段51號對面、五股區孝義路44-1號旁。也提醒大家記得#關閉抽水馬達 ，以免空轉過久造成馬達損壞，甚至有引起火災的危險！

==相關資料==
【台水】停水公告: https://reurl.cc/pmDbN8
急凍寒流狂襲！全台一夜27人猝死　新北最多「最年輕僅40歲」: https://reurl.cc/pmDEXl