用于教学的发电实验装置的制作方法

本发明涉及一种教学实验用具，尤其涉及一种教学用的发电实验装置。

背景技术：

在物理教学中，会涉及到机械能转化为电能的知识，学生通常是在课本上获得这方面的知识，仅仅停留在理论上，并没有直观的感受到或者试验过机械能向电能转化的过程。而且，大多数学校的实验室也缺少这样的实验装置，导致这方面的教学过于理论，缺少直观的实验演示。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于教学的发电实验装置，可在学校实验室内供学生实验使用，以使得学生能在实际中观察到教科书上关于机械能转化为电能的理论知识，且使用方便、易操作。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：用于教学的发电实验装置，包括壳体、进水口、出水口、叶轮、固定架、连接杆、永磁铁、铜丝和灯泡；

所述的进水口和出水口对称设置在所述的壳体上；

所述的叶轮布置在壳体内进水口与出水口之间，且液体从进水口流至出水口时，能带动所述的叶轮旋转；

所述的固定架为中空的筒状形；

所述连接杆的一端固定在叶轮的旋转中心处，另一端穿过所述的固定架，且位于固定架内的连接杆上固定有永磁铁；

所述的永磁铁包括N级和S级，分别对称布置在连接杆的两侧；

所述的铜丝缠绕在固定架的外围并形成回路；

所述的灯泡连接在铜丝形成的回路上。

进一步的，所述的灯泡通过灯泡固定座连接在铜丝形成的回路上，灯泡固定座设置在所述的壳体上。

进一步的，所述的壳体由透明玻璃制成，便于观察本装置内部结构及发电时的运转过程。

进一步的，所述进水口和出水口的内壁设置有密封圈。

进一步的，所述叶轮的旋转中心位于进水口与出水口的中心线的上方。也就是说，进水口和出水口对应叶轮的下部设置，如此设置的目的在于：若进水的位置过高时，水可能会同时流经叶轮的上部和下部，从而导致叶轮不会随水的流动而旋转。因此，进水口和出水口对应叶轮的下部设置，能使水从单侧流经，驱动叶轮旋转。

进一步的，所述的叶轮与固定架通过防水结构分隔开，连接杆穿过该防水结构布置。目的在于防止从进水口进入的水进入到固定架一侧，造成本装置浸水失效。

使用时，将本发电实验装置的进水口与实验室内的自来水管接通，然后打开自来水的阀闸后，水由进水口流入，从出水口流出，在流动的过程中会带动叶轮旋转，叶轮的旋转又会通过连接杆带动永磁铁旋转，永磁铁旋转会使得固定架上的铜丝切割磁感线，从而在铜丝回路上产生电流，最终通过发亮的灯泡能直观的感受到水运动的机械能转化为电能的整个过程。

综上，本发明能将物理教科书上关于机械能转化为电能的理论知识，通过动态的试验过程向学生演示，使得学生对理论知识有更直观的感受，且本发电实验装置具有易于使用、操作简便、观察直观的特点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图中箭头表示液体流动方向；

图中标记为：1-壳体，2-进水口，3-出水口，4-叶轮，5-固定架，6-连接杆，7-铜丝，8-灯泡，9-永磁铁，10-，11-旋转中心，12-灯泡固定座，13-密封圈，14-中心线，15-导磁块，16-第一腔室，17-第二腔室，18-第三腔室，19-电流表插口。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细介绍，但本发明的实施方式不限于此。

如图1和图2所示，本发明用于教学的发电实验装置，包括壳体1、进水口2、出水口3、叶轮4、固定架5、连接杆6、永磁铁9、铜丝7和灯泡固定座12；

所述的壳体1由透明玻璃制成。

所述的进水口2和出水口3对称设置在所述的壳体1两侧，且进水口2和出水口3的内壁设置有密封圈13；

所述的叶轮4布置在壳体内1进水口2与出水口3之间，且叶轮4的旋转中心11位于进水口2与出水口3的中心线14的上方，并且叶轮4的轴线还与上述的中心线14垂直，以使进入口2进入的液体从叶轮4的下部流经，从而带动叶轮4旋转（图2中则为逆时针旋转）；

所述的固定架5为中空的筒状形，由塑料制成；

所述连接杆6由塑料制成，连接杆6的一端固定在叶轮1的旋转中心11处，另一端穿过所述的固定架5，且位于固定架5内的连接杆6上固定有永磁铁9；

所述的永磁铁9包括N级和S级，N级和S级分别对称固定在导磁块15的两侧，导磁块15的中心则固定在连接杆6上。

所述的铜丝7缠绕在固定架5的外围并形成回路；

所述灯泡固定座12设置在壳体1上，且灯泡固定座12连接在铜丝7形成的回路上。

本发电实验装置的壳体1内包括三个腔室；叶轮4布置在第一腔室16内，进水口2和出水口3连通第一腔室16固定在壳体1上；固定架5和永磁铁9布置在第二腔室17内；连接杆6穿过第一腔室16和第二腔室17布置，且在穿过两腔室的位置处通过密封结构密封，以防止水进入第二腔室17；灯泡固定座12布置在第三腔室18的壳体1上，且在第三腔室18的壳体1上还开设有供电流表检测电流的电流表插口19；铜丝7缠绕在固定架5上且穿过第三腔室18与灯泡固定座12连接形成回路。

实验时，将进水口与实验室的水龙头连接，再在出水口连接上一软管，再将该软管的尾部置于水桶内或排水槽内，之后将灯泡8安装到灯泡固定座12上。上述完成后，开启水龙头的阀闸，水由进水口流入，从出水口流出，在流动的过程中会带动叶轮旋转，叶轮的旋转又会通过连接杆带动永磁铁旋转，永磁铁旋转会使得固定架上的铜丝切割磁感线，从而在铜丝回路上产生电流，最终通过发亮的灯泡能直观的感受到水运动的机械能转化为电能的整个过程。另外，为了证明电流的产生，学生还可用电流表进行检测。