這是一種風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)模型,如下圖:
圖的右邊是一個(gè)線(xiàn)圈,線(xiàn)圈與一個(gè)發(fā)光二極管(LED)串聯(lián),里面有可以旋轉(zhuǎn)的磁鐵,這就組成了一個(gè)簡(jiǎn)單的小發(fā)電機(jī)模型。發(fā)電機(jī)的軸上固定了一個(gè)硬紙板做的小渦輪,可以看到渦輪下面瓶蓋上有一個(gè)小孔,從這個(gè)小孔吹出來(lái)的風(fēng)推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn),渦輪再帶動(dòng)磁鐵旋轉(zhuǎn),于是根據(jù)電磁感應(yīng)定律,線(xiàn)圈中有電流產(chǎn)生,電流和電壓達(dá)到一定數(shù)值,就可以點(diǎn)亮與線(xiàn)圈串聯(lián)的發(fā)光二極管。
這個(gè)電磁學(xué)科技小制作難度比較大,使用的材料也挺多,主要有:35號(hào)漆包線(xiàn)(外徑大約0.24毫米)、高強(qiáng)度磁鐵、自行車(chē)輻條、橡皮或泡沫塑料、膠卷盒、發(fā)光二極管、吸管,硬紙板、萬(wàn)能膠等。
下圖是發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的做法。用一根自行車(chē)輻條穿過(guò)一小塊橡皮或者泡沫塑料,然后把兩塊磁鐵用萬(wàn)能膠粘在上面。這樣車(chē)輻條就是轉(zhuǎn)軸,轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸,磁鐵也會(huì)隨著轉(zhuǎn)動(dòng)。
下面來(lái)解釋渦輪風(fēng)車(chē)的做法。如下圖,把硬紙板等分折疊,用萬(wàn)能膠粘在一起就行了。圖中是把硬紙板等分成11份,粘成一個(gè)5葉片的風(fēng)車(chē),其實(shí)分成10份也能粘出5個(gè)葉片來(lái)。
下圖是這個(gè)風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的主要部分的下視圖:
可以看到線(xiàn)圈、轉(zhuǎn)軸、磁鐵、風(fēng)扇的相對(duì)位置。剪成小段的吸管套在轉(zhuǎn)軸上,這樣可以固定轉(zhuǎn)子的位置,讓磁鐵不會(huì)碰到線(xiàn)圈內(nèi)壁上去。線(xiàn)圈是用漆包線(xiàn)在膠卷盒上纏繞600圈制成的,與一個(gè)發(fā)光二極管串聯(lián)。渦輪風(fēng)扇用萬(wàn)能膠固定在轉(zhuǎn)軸上。
把渦輪發(fā)電機(jī)部分,如下圖,粘在一個(gè)礦泉水瓶蓋上??梢钥吹?,纏線(xiàn)圈的膠卷盒下面粘了2個(gè)膠卷盒蓋,這是為了增加高度,使渦輪風(fēng)扇剛好在瓶蓋的小孔上方。膠卷盒蓋通過(guò)2截竹筷用萬(wàn)能膠粘在瓶蓋上。
當(dāng)然了,有礦泉水瓶蓋,也就必須有礦泉水瓶了。要找一個(gè)比較大的瓶子,另外還要找一個(gè)更大的飲料瓶。下圖包含了這個(gè)小制作的全部裝置。
看到了嗎?礦泉水瓶的底部已經(jīng)被切斷了。
這個(gè)自制風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)模型的正視圖:
大飲料瓶里裝了半瓶水,剪掉底部的礦泉水瓶倒扣在水里。
快速向下移動(dòng)礦泉水瓶(瓶蓋上還粘著渦輪發(fā)電機(jī)模型呢),大飲料瓶里的水就會(huì)迅速充滿(mǎn)礦泉水瓶,這樣瓶蓋的小孔里就會(huì)有空氣高速?lài)姵?。噴出的空氣推?dòng)渦輪風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng),風(fēng)扇通過(guò)轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng),這樣發(fā)電機(jī)就開(kāi)始發(fā)電。
向上提礦泉水瓶(但不要高于水面),然后繼續(xù)快速下壓,這樣不斷上下抽動(dòng)礦泉水瓶,風(fēng)扇被持續(xù)吹動(dòng),風(fēng)扇達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速之后,發(fā)光二極管就開(kāi)始發(fā)光,這個(gè)科技小制作宣告成功了!
下圖是二極管發(fā)光的細(xì)節(jié)圖。
這個(gè)小制作用到了電磁學(xué)、力學(xué)的相關(guān)知識(shí),還包含了能量的相互轉(zhuǎn)化,知識(shí)性非常豐富,又十分鍛煉動(dòng)手能力,很值得我們大家親自驗(yàn)證一下。
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風(fēng)力發(fā)電機(jī)
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