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乘電車學STEM

發佈時間: 2020/08/21

香港電車是本地歷史悠久的交通工具之一,百多年來見證着時代變遷、城市發展和社會變化,它其實亦充滿着很多STEM元素,能夠讓小朋友逐一發掘。

與小朋友乘搭電車時,可向小朋友提問:電車是利用甚麼能源來推動呢?煤氣?柴油?還是電力?當然在「電車」一詞中,已可找出答案是電能。那電力又是從哪裏來的呢?只要抬頭一看,就能知道電力供應由架空電纜提供。

電車上的集電桿會連接架空電纜,把電傳輸至電車頂部,再沿車內的電綫輸電至車底摩打,使摩打帶動車輪在軌道上轉動,令電車行駛;車輪同時會把電傳送到軌道上,再經由路軌把電回傳到電站,形成一個閉合電路。

原理就有如手提風扇接上電池及啟動開關掣形成閉合電路,電子就會從電池在電路中流動,透過摩打再返回電池,電流通過摩打時令摩打轉動,這就是電能化成動能的能源轉換。

另外,電車要在路軌上行駛,就像火車玩具似的放在路軌上,沒有加裝任何鎖扣與路軌接駁,因此電車的車速不能太快,如果高速轉彎,就會受慣性運動影響,令車身翻側或傾離路軌,所以司機要把車速上限控制於每小時8公里,以策安全。

而且電車本身只會向前或向後行駛,與鐵路列車相同,由路軌引導轉向;玩具火車也是利用路軌上的撥桿裝置來改變行駛路綫,與電車相同。不過,電車的轉彎並非由司機控制,而是司機在行車前要先輸入路綫指令,當電車經過路軌上的道岔時,安裝於道岔前的電子設備會閱讀電車的路綫指令,使路軌移動,令電車能依指定路軌及方向行走。

路軌更利用了數學中的平行綫,可見它還有很多STEM的元素,有待大家下次搭電車時把它們尋找出來。

(本欄逢周五見報)

撰文: 鄧文瀚(STEM Sir) 香港教育大學及浸會大學客席講師、iSTEM Ed Association主席
欄名: 講生活‧講STEM