Detta projekt visar omvandlingen av mekanisk energi (potential och kinetisk) till elektrisk energi med en enkel pendel och en generator.
Material:
* Pendel:
* Sträng (cirka 1 meter lång)
* Tungt föremål (t.ex. en metallmutter, en liten vikt)
* Generator:
* Liten DC-motor med en inbyggd generator (tillgänglig online eller i hobbybutiker)
* Bas:
* Träkort eller robust kartong
* Linjal eller mätband
* Lim eller tejp
* Elektriska komponenter:
* LED (ljusemitterande diod)
* Motstånd (100-220 ohm)
* Ledningar
* Valfritt:
* Voltmeter
* Digital multimeter
* Timer
Förfarande:
1. Konstruera pendeln:
* Säkra ena änden av strängen till en fast punkt på basen.
* Fäst det tunga objektet till den andra änden av strängen.
2. Montera generatorn:
* Fäst generatorn på basen, nära pendelens svängväg.
3. Anslut generatorn till LED -kretsen:
* Anslut generatorens positiva terminal till lysdioden.
* Anslut generatorens negativa terminal till ena änden av motståndet.
* Anslut den andra änden av motståndet till det negativa benet på lysdioden.
4. Testa kretsen:
* Lyft pendeln till en viss höjd (t.ex. 30 cm) och släpp den.
* Observera om LED tänds.
Observationer och data:
* Mät höjden från vilken pendeln frigörs.
* Mät den tid det tar för pendeln att slutföra en svängning (period).
* Spela in LED -ljusstyrkan.
* Valfritt:
* Använd en voltmeter eller digital multimeter för att mäta den spänning som genererats av generatorn.
* Använd en timer för att mäta varaktigheten på LED:s belysning.
Analys:
* Energikonvertering: Förklara hur den potentiella energin i pendeln vid dess högsta punkt omvandlas till kinetisk energi när den svänger ner.
* Generatorfunktion: Beskriv hur generatorn omvandlar pendelens kinetiska energi till elektrisk energi.
* LED -belysning: Analysera förhållandet mellan pendelens svängningshöjd, LED -ljusstyrkan och den genererade spänningen.
* Faktorer som påverkar energikonvertering: Diskutera hur faktorer som pendelmassan, strängens längd och generatorens effektivitet påverkar energikonverteringsprocessen.
Slutsats:
* Sammanfatta observationerna och analysen.
* Ange de viktigaste principerna för energiomvandling som visas av projektet.
* Diskutera modellens begränsningar och föreslå potentiella förbättringar.
Ytterligare överväganden:
* Du kan experimentera med olika typer av generatorer, lysdioder och motstånd för att se hur de påverkar resultaten.
* Utforska begreppet energiförluster på grund av friktion och luftmotstånd.
* Diskutera de praktiska tillämpningarna av energikonvertering, såsom vindkraftverk och vattenkraftverk.
Detta projekt möjliggör en praktisk förståelse av energikonvertering och principerna för mekanik och el. Det ger också en möjlighet till experiment och kreativt tänkande.
