自發(fā)電手電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

南京市第十三中學(xué)  羅潔華老師 提供

一、設(shè)計(jì)目標(biāo)

自發(fā)電手電系統(tǒng)

二、設(shè)計(jì)要求

1．不需要電池能手動(dòng)產(chǎn)生電能提供燈泡發(fā)亮

2．系統(tǒng)設(shè)備便于攜帶

3．系統(tǒng)故障率小，使用方便

三、設(shè)計(jì)分析

1．不需要電池，又能有電發(fā)光，就需要用到電磁學(xué)原理，利用市場(chǎng)上出售的或家中玩具或電動(dòng)設(shè)備上廢棄的小型馬達(dá)，實(shí)現(xiàn)磁生電。

2．多級(jí)大小齒輪、同軸齒輪的使用可以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)的加速。

四、設(shè)計(jì)方案

1．原理

1）將馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，使馬達(dá)內(nèi)部磁鐵在線圈中旋轉(zhuǎn)，切割磁力線產(chǎn)生感生電流，使手電的電珠發(fā)光，實(shí)現(xiàn)照明。

2）轉(zhuǎn)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)越快，產(chǎn)生電流越大，手電越亮?？梢酝ㄟ^(guò)齒輪組實(shí)現(xiàn)多級(jí)加速。

3）原理圖：           

            

2．選用部件

馬達(dá)、齒輪組、導(dǎo)線、燈珠、固定件、外殼……

3．功能實(shí)現(xiàn)

搖動(dòng)或移動(dòng)齒輪，燈珠發(fā)光。

4．優(yōu)化設(shè)計(jì)

1）馬達(dá)微型化

2）齒輪加速增加，使用異形齒輪增加功能，如條形齒輪改變用力方向，再增加彈簧可以做成手握方式工作。

3）使用高亮度發(fā)光二極管作為發(fā)光源，可以節(jié)約能源，增加亮度，延長(zhǎng)壽命。

五、設(shè)計(jì)感想

曾經(jīng)見(jiàn)過(guò)市場(chǎng)上出售的自發(fā)電手電，原來(lái)只知道使用，只感覺(jué)很奇妙、很有用，原理很復(fù)雜，沒(méi)有想到自己也能根據(jù)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，用學(xué)校提供的馬達(dá)試驗(yàn)了一下，覺(jué)得效果不錯(cuò)。通過(guò)設(shè)計(jì)不僅掌握了自發(fā)電手電的工作原理，學(xué)會(huì)了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，更看到了自己的能力，原來(lái)我是可以做好很多事的。