WEBVTT

1
00:00:00.100 --> 00:00:01.960
同樣的電池和燈泡，

2
00:00:01.975 --> 00:00:03.047
有時會亮，

3
00:00:03.062 --> 00:00:04.873
有時卻不亮。

4
00:00:04.888 --> 00:00:05.685
今天，

5
00:00:05.700 --> 00:00:07.435
我們沿著導線找路，

6
00:00:07.450 --> 00:00:10.128
當一次電路小工程師。

7
00:00:11.228 --> 00:00:13.763
先只接一條去程線。

8
00:00:13.778 --> 00:00:16.063
燈泡雖然碰到電池的一端，

9
00:00:16.078 --> 00:00:18.088
卻沒有接回另一端的路，

10
00:00:18.103 --> 00:00:20.512
所以不能持續發光。

11
00:00:21.612 --> 00:00:24.560
把去程、燈泡和回程都接好，

12
00:00:24.575 --> 00:00:26.047
連成完整路徑，

13
00:00:26.062 --> 00:00:28.035
燈就亮起來了。

14
00:00:28.050 --> 00:00:29.797
這樣能繞回去的路，

15
00:00:29.812 --> 00:00:31.544
叫做回路。

16
00:00:32.644 --> 00:00:34.841
如果回程中間少了一段，

17
00:00:34.856 --> 00:00:36.629
路仍然不通。

18
00:00:36.644 --> 00:00:37.641
判斷時，

19
00:00:37.656 --> 00:00:39.329
不只看線有幾條，

20
00:00:39.344 --> 00:00:41.716
要看它們有沒有真的接成完整回

21
00:00:41.731 --> 00:00:42.888
路。

22
00:00:43.988 --> 00:00:46.073
畫面上流動的提示線，

23
00:00:46.088 --> 00:00:48.685
幫我們追蹤電流方向。

24
00:00:48.700 --> 00:00:50.460
它不是一顆顆電子，

25
00:00:50.475 --> 00:00:53.248
也不代表真實流動速度。

26
00:00:54.348 --> 00:00:56.246
接著看開關。

27
00:00:56.261 --> 00:00:58.220
電池和燈泡都不換，

28
00:00:58.235 --> 00:00:59.770
只把開關斷開，

29
00:00:59.785 --> 00:01:01.795
路中間就出現缺口，

30
00:01:01.810 --> 00:01:03.920
燈泡跟著熄掉。

31
00:01:05.020 --> 00:01:06.455
把開關接起來，

32
00:01:06.470 --> 00:01:07.905
回路恢復完整，

33
00:01:07.920 --> 00:01:09.618
燈又亮了。

34
00:01:09.633 --> 00:01:12.243
開關控制的是路徑是否連通，

35
00:01:12.258 --> 00:01:14.952
不是讓電池突然消失。

36
00:01:16.052 --> 00:01:17.799
先想一想。

37
00:01:17.814 --> 00:01:18.987
電池還在，

38
00:01:19.002 --> 00:01:20.212
燈泡也還在，

39
00:01:20.227 --> 00:01:21.987
為什麼開關一斷開，

40
00:01:22.002 --> 00:01:24.808
這個燈就無法持續發光呢？

41
00:01:28.108 --> 00:01:29.780
因為只有這一條路，

42
00:01:29.795 --> 00:01:32.331
缺一處就不能繞回來。

43
00:01:32.346 --> 00:01:34.768
不是只讓缺口後面沒電流，

44
00:01:34.783 --> 00:01:38.208
而是整條回路都沒有持續電流。

45
00:01:39.308 --> 00:01:42.518
這些活動都在畫面上完成。

46
00:01:42.533 --> 00:01:44.380
不要拿東西碰插座，

47
00:01:44.395 --> 00:01:45.543
不拆電池，

48
00:01:45.558 --> 00:01:49.048
也不要用導線直接連接電池兩端。

49
00:01:50.148 --> 00:01:52.608
如果用一片材料補上缺口，

50
00:01:52.623 --> 00:01:54.195
路看起來接上了，

51
00:01:54.210 --> 00:01:56.133
燈就一定亮嗎？

52
00:01:56.148 --> 00:01:58.145
我們固定電池和燈泡，

53
00:01:58.160 --> 00:02:00.416
只換中間的材料。

54
00:02:01.516 --> 00:02:03.088
換上裸露銅片，

55
00:02:03.103 --> 00:02:04.239
兩端接好，

56
00:02:04.254 --> 00:02:05.763
燈亮了。

57
00:02:05.778 --> 00:02:08.076
鋁片也能讓它亮。

58
00:02:08.091 --> 00:02:10.288
銅和鋁容易讓電流通過，

59
00:02:10.303 --> 00:02:12.672
我們稱它們為導體。

60
00:02:13.772 --> 00:02:15.182
換成塑膠片，

61
00:02:15.197 --> 00:02:16.944
這個燈不亮。

62
00:02:16.959 --> 00:02:19.094
塑膠通常不容易導電，

63
00:02:19.109 --> 00:02:21.732
所以電線外皮常用這類材料，

64
00:02:21.747 --> 00:02:24.208
隔開裡面的金屬線。

65
00:02:25.308 --> 00:02:26.893
這裡的乾燥木片，

66
00:02:26.908 --> 00:02:29.455
也不容易讓電流通過。

67
00:02:29.470 --> 00:02:30.218
不過，

68
00:02:30.233 --> 00:02:32.343
潮濕或其他條件改變，

69
00:02:32.358 --> 00:02:34.105
實際結果可能不同，

70
00:02:34.120 --> 00:02:36.632
不能拿來測試安全。

71
00:02:37.732 --> 00:02:38.592
所以，

72
00:02:38.607 --> 00:02:40.067
除了完整路徑，

73
00:02:40.082 --> 00:02:42.792
還要有合適的導電材料。

74
00:02:42.807 --> 00:02:45.117
光是把物品放在缺口上，

75
00:02:45.132 --> 00:02:47.832
並不保證能讓燈亮起來。

76
00:02:48.932 --> 00:02:49.592
再來，

77
00:02:49.607 --> 00:02:51.180
把兩個相同的燈，

78
00:02:51.195 --> 00:02:53.042
接連放進同一條路，

79
00:02:53.057 --> 00:02:54.779
這叫串聯。

80
00:02:54.794 --> 00:02:56.717
在同一電池模型下，

81
00:02:56.732 --> 00:02:57.805
兩個都亮，

82
00:02:57.820 --> 00:02:59.872
但比單燈時暗。

83
00:03:00.972 --> 00:03:02.194
仔細比較，

84
00:03:02.209 --> 00:03:04.807
這兩個相同的燈一樣亮。

85
00:03:04.822 --> 00:03:07.257
不是先遇到電流的燈比較亮，

86
00:03:07.272 --> 00:03:10.400
也不是它先把電流吃掉一半。

87
00:03:11.500 --> 00:03:13.147
現在取下一個燈，

88
00:03:13.162 --> 00:03:14.885
留下缺口。

89
00:03:14.900 --> 00:03:17.035
另一個也熄掉了。

90
00:03:17.050 --> 00:03:19.022
因為串聯只有一條路，

91
00:03:19.037 --> 00:03:20.185
一處斷開，

92
00:03:20.200 --> 00:03:22.584
整條回路就中斷。

93
00:03:23.684 --> 00:03:26.094
在穩定流動的串聯電路裡，

94
00:03:26.109 --> 00:03:28.156
各處電流相同。

95
00:03:28.171 --> 00:03:29.569
兩個燈比較暗，

96
00:03:29.584 --> 00:03:33.040
和電池以及整條路的電阻有關。

97
00:03:34.140 --> 00:03:36.906
這裡用相同、固定電阻的燈來比

98
00:03:36.921 --> 00:03:38.012
較。

99
00:03:38.027 --> 00:03:40.975
真實燈泡會受溫度等因素影響，

100
00:03:40.990 --> 00:03:42.575
所以畫面的亮暗，

101
00:03:42.590 --> 00:03:44.696
不是實測亮度。

102
00:03:45.796 --> 00:03:47.518
換個接法。

103
00:03:47.533 --> 00:03:49.656
把兩個燈分到不同支路，

104
00:03:49.671 --> 00:03:51.656
每一支都能接回電池，

105
00:03:51.671 --> 00:03:53.368
這叫並聯。

106
00:03:53.383 --> 00:03:56.544
兩個燈各有自己的完整回路。

107
00:03:57.644 --> 00:03:59.379
再猜一次。

108
00:03:59.394 --> 00:04:01.541
如果只取下上面那個燈，

109
00:04:01.556 --> 00:04:02.916
留下一個缺口，

110
00:04:02.931 --> 00:04:04.141
下面那個燈，

111
00:04:04.156 --> 00:04:06.640
會不會也跟著熄掉呢？

112
00:04:09.940 --> 00:04:11.300
在這個模型裡，

113
00:04:11.315 --> 00:04:13.612
下面的燈還亮著。

114
00:04:13.627 --> 00:04:15.500
上面的支路中斷了，

115
00:04:15.515 --> 00:04:16.850
但下面的支路，

116
00:04:16.865 --> 00:04:20.016
仍然有接回電池的完整路徑。

117
00:04:21.116 --> 00:04:22.926
把上面的燈裝回去，

118
00:04:22.941 --> 00:04:24.463
再取下下面的燈，

119
00:04:24.478 --> 00:04:26.676
上面的仍然能亮。

120
00:04:26.691 --> 00:04:28.038
兩個都取下，

121
00:04:28.053 --> 00:04:30.976
才沒有任何燈能繼續發光。

122
00:04:32.076 --> 00:04:34.661
我們先把電池當作穩定電源，

123
00:04:34.676 --> 00:04:36.323
所以一支路斷開，

124
00:04:36.338 --> 00:04:38.498
另一燈亮度不變。

125
00:04:38.513 --> 00:04:40.598
真實電池有供電限制，

126
00:04:40.613 --> 00:04:43.016
不能無限增加燈泡。

127
00:04:44.116 --> 00:04:44.901
最後，

128
00:04:44.916 --> 00:04:46.538
燈泡發光的能量，

129
00:04:46.553 --> 00:04:48.288
從哪裡來？

130
00:04:48.303 --> 00:04:49.938
電池裡的化學能，

131
00:04:49.953 --> 00:04:51.776
透過電路傳給燈泡，

132
00:04:51.791 --> 00:04:53.784
轉成光和熱。

133
00:04:54.884 --> 00:04:57.069
回路裡的電荷持續流動，

134
00:04:57.084 --> 00:04:59.281
沒有被燈泡吃掉。

135
00:04:59.296 --> 00:05:01.094
燈泡轉換的是能量，

136
00:05:01.109 --> 00:05:04.768
而電池也不是憑空製造新的電子。

137
00:05:05.868 --> 00:05:08.878
如果電池已經無法供應足夠能量，

138
00:05:08.893 --> 00:05:10.565
就算線路都接好，

139
00:05:10.580 --> 00:05:12.928
燈也不能持續發光。

140
00:05:12.943 --> 00:05:14.128
完整回路，

141
00:05:14.143 --> 00:05:16.688
還需要能供能的電源。

142
00:05:17.788 --> 00:05:19.260
開關斷開時，

143
00:05:19.275 --> 00:05:20.360
電池仍在，

144
00:05:20.375 --> 00:05:22.961
但這個回路不再持續把能量傳給燈

145
00:05:22.976 --> 00:05:24.123
泡。

146
00:05:24.138 --> 00:05:25.235
接回去，

147
00:05:25.250 --> 00:05:28.060
還要確認電池和燈泡都能正常工

148
00:05:28.075 --> 00:05:29.208
作。

149
00:05:30.308 --> 00:05:32.480
換你到研究台。

150
00:05:32.495 --> 00:05:34.418
沿著線找完整回路，

151
00:05:34.433 --> 00:05:36.393
改開關、換材料，

152
00:05:36.408 --> 00:05:38.318
再比較串聯和並聯，

153
00:05:38.333 --> 00:05:41.776
說出每一次燈亮或不亮的原因吧！