微探究：DIY 風速計

小馬達反過來當發電機：風吹動扇葉，馬達產生電壓，LED 亮幾顆就代表風有多大。從 75 分鐘的基本款，到完整的探究實驗，收錄於龍騰出版社的《微探究》實驗手冊。

風吹動扇葉，電壓顯示板上的 LED 亮起。

吹一口氣

風一吹
燈就亮

風推動扇葉，小馬達就變成發電機。電壓越大，亮的 LED 越多，看燈亮幾顆，就知道風有多強。

整台風速計只有馬達、扇葉、電壓顯示板和一根冰棒棍。

為什麼是風速計

臺灣擁有很好的風力資源：國際顧問公司 4C Offshore 的研究指出，全世界風力最強的 20 處離岸風場，有 16 處在臺灣海峽。

那「我家陽台風很大，也能風力發電嗎？」或許可以。但「很大」是多大？ 感覺不是數據，電壓才是。

扇葉實驗室

課本實驗用吹風機（風速約 7.8 m/s）吹過四組不同的扇葉，記錄 LED 亮幾顆、輸出幾伏特。選一個條件，看五個數值的差別。

0.0V

數據取自《微探究》物理實驗活動手冊的實驗 5（教師用本）。四組實驗各自量測，請比較同一組裡的趨勢。

實驗告訴我們什麼

四組實驗的結果都有同一個樣子：每個條件都有一個最好的值，不是越大越好，也不是越小越好。

例如扇葉直徑變大，掃過的風變多、受到的力變大；但葉片也變重，轉動慣量變大，轉速反而下降。兩種效果互相拉扯，所以中間才有最佳點。

現實中的問題常常不是「種什麼因，一定得什麼果」，也很難簡化成一個公式。遇到問題急著找「答案」，反而容易卡關；比較好的做法是用科學方法，把影響問題的變因一個個找出來，用實驗歸納出貼近事實的答案。

材料包

一組風速計只用這些東西，剪刀和吹風機是自備的。

能量去哪了

用力吹氣，吹亮 LED，中間經過五次能量轉換。

一堂課怎麼進行

微探究的課分成四個階段：發現問題、規劃研究、論證建模、表達分享。

01
前置作業
把風速計組起來
用雙面泡棉膠帶，把電壓顯示板、小馬達、接線器貼在冰棒棍上，扇葉裝在馬達上。
02
發現問題
小馬達與電壓顯示板測試
把馬達接上一顆、兩顆電池，紅黑線對調，看轉向。結論：紅線接正極，馬達才會像電風扇一樣吹出風。電壓顯示板也要紅線進、黑線出，LED 才會亮。
03
發現問題
自製風速計測試
對著扇葉吹氣，看 LED 最多亮幾顆。馬達與電壓顯示板要「紅接黑、黑接紅」。再列出至少五個會影響 LED 亮幾顆的因素。
04
發現問題
蒐集資訊並定題
海邊的風機、風車、電風扇、直升機，扇葉有什麼共同點？是越大越好，還是越多片越好？選一個關鍵，寫下猜測與理由。
05
規劃與研究
定題、掌握變因、設計實驗
四個題目：扇葉的直徑、片數、密度、攻角。每個題目只改一個條件，其他固定。用吹風機當固定風場，剪出各種扇葉換上去量。
06
論證與建模
整理數據，畫散布圖
記錄 LED 亮幾顆，也可以用三用電表量電壓。畫散布圖，不要用線連起來，試著找出條件和結果之間的關係。
07
表達與分享
互評
把實驗結果跟同學分享，說說對方做得好的地方、可以修正的地方，以及給的建議。