电学演义-004 能量转化为电能 发电实验

电学

业余条件下,我们做发电实验,只要是这样几个途径:

1)直流电动机

我们给他轴施加旋转,可以从换向器获得直流电源(脉动的,不稳定,可考虑电容滤波,实验吧!)。

改进,首先这个转速不能太慢,因为直流电动机通常转速5000左右。所以必须用齿轮或者皮带轮,提升手摇的转速。

另外一个实验是,用另外一个电动机通过轴连接或者皮带轮连接,用电动机带动发电机,可以体验发电的乐趣。

我之前实验,转速太慢,只能点了一个高亮的led。最开始找到一个普通led都无法点亮。差点失败。后面找到一个红色超亮led。算能发出微弱的电力用于演示。(给小孩做的科技模型)

可以用一些玩具里面的齿轮组给轴提升转速。或者是几个皮带轮通过多个连接。提升速度。

2)用强磁铁+线圈

这属于纯手工打造。就是一个圆盘上面,间隔放置四个线圈,绕组串联起来。

另外一个圆盘粘贴四颗强力磁铁。然后两个圆盘相对,转动其中一个圆盘。线圈中能发出电力来。

同样,需要提高转速。

当然,没有换向器,这个电流应该是交流的,不过不影响带动小灯泡或者led

3)用交流鼠笼电机

这种功率就能达到比较大了。

比如几百瓦或者几千瓦的电机。

将中心的鼠笼部分切割出直流槽。嵌入强磁铁块,粘牢固。重新安装上。

转动轴,原来的交流电机电源线圈可以感生出电流。

当然这个电流应该是交流的。

4)线圈加上内部的强磁铁轴向移动。

最简单的实验,就是很多绕组的线圈,轴心是空心的,插入一根磁铁插入和抽出时,线圈产生电流。

可以将磁铁在一个滑块上面固定,而另外用一个曲柄带动这个磁铁的直线运动。

DIY发电机的缺点:

主要是动手和乐趣,效率低。不然为什么法拉第到实用的发电机用了三十多年。三十多年可不短。主要就是在这个效率上面。从其他地方找到影响发电效率的资料:

  1. 高磁导率的铁芯和高导电率的铜线是制作转子和定子的首选材料。它们能减少磁滞损耗和电阻损耗,从而提高发电效率。
  2. 精密的结构设计:转子的旋转速度和磁极配置,定子的绕组方式和槽形设计,都会直接影响发电机的电气特性和能量转换效率。

想了解更多发电机效率的资料,并想自己尝试改进diy发电机效率的话,可以参考商用发电机的构造资料,才能得出结论。