學校：香港教育大學賽馬會小學
組員：何宛柔同學、李品諺同學、葉家朗同學、譚皓元同學、胡叡維同學、曾竟軒同學 教師：羅皓輿老師、李家陽老師
探究意念
科學原理
父母下班後，仍需要為家庭工作，十分需要孩 子分擔部分家務，所以我們決定為同學們打打 氣，鼓勵同學們使用吸塵機去清潔家居，用科 技使做家務變得更有趣。我們留意到家中有不 少垃圾，特別是做功課時的橡皮擦碎屑及紙 碎，所以我們選擇了吸紙碎作為測試環保吸塵 機的效能，然後在舊的mBot 中加上一個環保 吸塵機，再連接手機藍芽，改裝成一個遙控吸 塵車。
閉合電路 :
首先乾電池有正、負兩極，從兩極分別利用電 線連接吸塵機上的馬達，電便可以通過電線和 馬達的導電體( 銅片 )，使馬達轉動。這樣形 成的電路叫做閉合電路，而電只能通過完整的 閉合電路。
負壓 :
吸塵機內部扇葉轉動，抽取機內空氣，導致吸 塵機內空氣少於外界。外界無處不在的大氣壓 會使空氣向負壓空間湧去。所以吸塵機就是靠 內部產生的負壓空間來吸取管口周圍的空氣，
灰塵紙屑都是被空氣推進去的。
佛萊明左手定則
(Fleming’s left-hand rule):
馬達的基本運作原理是靠電流在放置在磁場內 的線圈中流動，根據佛萊明左手定則原理，此 時線圈會產生動力從而使其轉動，當線圈轉至 與磁力線平行時，換向器會把傳來的電流掉換 方向，使線圈能夠繼續轉動。線圈便能不停地 在軸心上旋轉了。因此，可以得知電動機是由 電流通過導體所產生磁場，稱為電流磁效應。
測試器材及材料
測試過程及結果
一個正常大小的膠樽、一個經切割後的膠樽、
普通馬達、四驅車用的馬達、電子磅 ( 準確至 百分位 )、茶葉包的濾網、隔塵棉、毛巾、鞋套
首先我們預測馬達的馬力會有不足，我們會嘗 試轉換一個較大馬力的馬達作測試。其次我們 預測膠樽的容量太大，雖然膠樽容量大能夠裝 載更多紙碎，但同時令到吸力有所不足，所以 我們會嘗試轉換一個容量較小的膠樽作測試。
另外，在測試過程中我們發現被吸走的紙碎會 阻塞馬達上扇葉的轉動，所以我們必須安裝隔 塵網以減少馬達的損耗。我們預測不同的隔塵 網會因為透氣度不同而影響吸塵的效能，我們 會嘗試使用不同的物料作自製隔塵網以測試吸 塵機的效能，我們搜集了不同的家居用品作濾 網各包括茶葉包、隔塵棉、毛巾及鞋套。我們 會從馬達的功效、吸塵機的容量及隔塵網的材 料這三方面測試吸塵機的效能，每次只改變一 個變項去作公平測試，之後量度可以吸起紙碎 的重量，以得出一個最佳的改裝組合。
馬達
原裝馬達
四驅車用的馬達 (16200RPM) 測試後被吸
紙碎的重量 0.01 g 0.03 g
膠樽容量
原裝膠樽 (大) 切割後的膠樽 (小)
測試後被吸
紙碎的重量 0.03 g 0.32 g
自製隔塵網
茶葉包的濾網 隔塵棉 毛巾 鞋套
在測試後隔塵網 上紙碎的重量
0.32 g ~0.02 g 0 g 0.05 g
首個測試為馬達對吸塵機效能的影響，我們原裝馬達及四驅車用的 馬達作比較，測試結果顯示四驅車用的馬達有助提升吸塵機的效 能。其次測試膠樽容量對吸塵機效能的影響，從測試結果發現容量 較小的膠樽比容量較大的膠樽明顯地提升吸塵機的效能。我們利用 以上實驗結果得出一個高效能吸塵機的組合。最後測試哪一種隔塵 網對吸塵機的效能影響最少，從實驗結果發現茶葉包的濾網幾乎對 吸塵機的效能沒有影響。
綜合以上結果，四驅車用的馬達轉速較快，使到安裝在馬達上的扇 葉高速旋轉，帶動風扇向瓶外排風，從而在切割後 ( 容量較小 ) 的 膠樽內形成負壓。最終在膠樽嘴處產生吸力，紙屑就會被吸入膠樽 內。我們會用一個馬力較大的馬達、容量較小的膠樽及用茶包袋作 隔塵網以得出一個高效能組合的遙控吸塵車。
困難
感想
參考資料
我們在過程中遇到不同的問題，首先是馬達的 接駁錯誤，使到吸麈機變成吹風機。之後發現 另一個問題，由於馬達的馬力不夠導致吸力很 弱，連一些紙碎都不能吸起，我們先更換了四 驅車的馬達，之後我們把吸塵車的管道改短，
使到吸力大增，經過不斷的改良我們製作了一 部高效能遙控清潔車。
由一開始大家討論去製作一部遙控清潔車，經 過不同測試去改裝及改良成一部遙控吸塵車。
雖然過程中遇到很多困難，但在改造過程中激 發起我們的創意。例如在選擇隔塵網時，我們 隊員之間為棉花及茶包過濾網的隔塵效果爭持 不下，不過實驗數據把我們說服，我們亦發現 使用遙控吸塵車除了過程有趣之外，操作上更 容易清除傢俱下的塵埃。我們覺得這個科學活 動能讓我們學習到許多科學知識，別具意義！
香港鐵路工程中心（2001）。電動馬達的基本 構造。擷取自：
https://www.hkrailway.org/chi/motor.html 陳坤煌，蔡益昌（無日期）：佛萊明左手 VS.
右手定則之比較。擷取自：
https://www.shs.edu.tw/works/essay/2014/03 /2014032816203311.pdf
百度百科（無日期）：「負壓」。擷取自：
https://baike.baidu.com/item/%E8%B4%9F%E 5%8E%8B
小 貼 士
有公平測試考慮，及找出各變量間的 關係，可更進一步加強與mBot 的連繫 與應用，延伸部分值得欣賞。