一种风力发电原理演示仪器的制作方法

本实用新型属于实验演示装置领域，涉及一种风力发电原理演示仪器。

背景技术：

风力发电原理是指把风的动能转为电能。风能是太阳能的另一种转换形式，我国现有的重要的可再生能源之一，越来越受到世界各国的重视，其蕴量巨大。

目前，火力发电是我国主要的发电形式，但化石能源的不可再生性和污染性等等弊端已经危害到人类的生存和发展。提高清洁能源使用率、调整能源结构、发展可再生能源势在必行。当今世界能源发展面临着资源紧张、环境污染、气候变化三大难题，解决这些难题，必须走清洁发展道路。因为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或者空气污染，是一种新型发电方式。利用风力发电原理非常环保，且能够产生的电能非常巨大，能够为人类提供巨大的能量资源。而风力发电技术已基本成熟，具有可推广可实施的可行性。

既然风力发电原理已经成为能量来源的主要途径，涉及的知识与生活息息相关，是中学生要重点掌握的知识点，但是在以往教学过程中，教师讲解这一重要原理时，由于没有专门的教学仪器，只是对照课本的图例进行讲解，由于没有形象的演示，导致学生理解起来较为困难。新课改要求学生通过探究实验的方式来掌握风力发电这一原理，所以在当前的教学课堂中需要一种简便、新型的演示仪器。

通过相关的器具来辅助教学，并让学生亲自动手实践，实行一种互动的教学模式，这样不仅能将枯燥的知识变得更生动有趣，更加可以让学生易于接受，还能激发学生的学习兴趣，并且为传播新能源知识起到了帮助，让更多的低龄学生理解风力发电原理以及风能如何转化为电能的。

由此可见，在中学物理课堂中需要提出一种风力发电原理演示仪器。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种风力发电原理演示仪器，用于解决目前课堂中学生理解风力发电原理较为困难这一问题。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种风力发电原理演示仪器，包括：叶片单元，用于接收风力并沿其自身轴线进行旋转；转轴，用于固定所述叶片单元并由所述叶片单元带动并产生旋转，与所述叶片单元固定连接且设置在所述叶片单元的旋转轴线上；磁铁模块，包括磁铁，用于产生磁场，与转轴远离叶片单元的一端固定连接；以及线圈模块，包括用于接收所述磁场并产生感应电流的线圈、用于固定所述线圈的定子以及用于感受所述电流并发光的光源，所述光源与所述线圈电性连接。

可选地，还包括轴承，所述转轴通过轴承转动连接在所述定子上。

可选地，所述定子上设有贯穿的两个通孔，所述轴承设有两个，分别设置在两个通孔内部；所述转轴依次穿过两个轴承。

可选地，所述磁铁呈两侧对称地固定连接在转轴上。

可选地，所述定子为空心圆柱形结构，所述线圈固定设置在所述定子的下部。

可选地，所述光源为发光二极管。

可选地，所述叶片单元为风扇，所述风扇由同轴旋转排列的5个扇叶组成。

可选地，所述磁铁模块还包括转子，所述磁铁通过转子固定在所述转轴上。

可选地，所述转子为由亚克力材料制成的实心圆柱体。

可选地，所述磁铁为圆柱结构的铷铁硼磁铁。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型中所涉及的一种风力发电原理演示仪器，解决了以往教学实践中，相关演示仪器的缺失，而导致学生难以理解风力发电这一原理的问题，并具有结构简单、自制容易、效果显著、易于推广、可操作性强等优点。叶片单元受到风力发生转动，带动所述转轴上的磁铁发生转动，线圈内的磁通量发生变化并产生电流，进而点亮所述光源，直接反映了风力发电原理，既便于教师快捷地完成教学任务，又提高了学生学习的兴趣，对培养学生的分析和解决问题的能力大有帮助。

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作优选的详细描述，其中：

图1为本实用新型中所涉及的一种风力发电原理演示仪器的整体结构示意图；

图2为本实用新型中所述的磁铁磁场分布示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅图1-图2，附图中的元件标号分别表示：定子1、线圈2、光源3、转轴4、叶片单元5、转子6、磁铁7。

本实用新型涉及一种风力发电原理演示仪器，包括：叶片单元5，用于接收风力并沿其自身轴线进行旋转；转轴4，用于固定所述叶片单元5并由所述叶片单元5带动并产生旋转，与所述叶片单元5固定连接且设置在所述叶片单元5的旋转轴4线上；磁铁7模块，包括磁铁7，用于产生磁场，与转轴4远离叶片单元5的一端固定连接；以及线圈2模块，包括用于接收所述磁场并产生感应电流的线圈2、用于固定所述线圈2的定子1以及用于感受所述电流并发光的光源3，所述光源3与所述线圈2电性连接。

优选地，还包括轴承，所述转轴4通过轴承转动连接在所述定子1上；所述定子1上设有贯穿的两个通孔，所述轴承设有两个，分别设置在两个通孔内部；所述转轴4依次穿过两个轴承；所述磁铁7呈两侧对称地固定连接在转轴4上；所述定子1为空心圆柱形结构，所述线圈2固定设置在所述定子1的下部；所述光源3为发光二极管；所述叶片单元5为风扇，所述风扇由同轴旋转排列的5个扇叶组成；所述磁铁7模块还包括转子6，所述磁铁7通过转子6固定在所述转轴4上；所述转子6为由亚克力材料制成的实心圆柱体；所述磁铁7为圆柱结构的铷铁硼磁铁7。

可选的，本实例中使用的定子1为空心圆柱结构，由绝缘材料制成线圈2固定在所述定子1的下端，材料为铜丝，匝数为300匝；光源3为发光二极管；转轴4为合金金属杆；叶片单元5为复合型材料制成的薄壳结构，扇叶的数量为5片；转子6为亚克力材料制成的实心圆柱体；磁铁7为圆柱结构的铷铁硼磁铁7。

具体的，使用人工绕行方式将线圈2绕行于定子1的侧表面，绕行匝数为300匝，使用焊接机将光源3焊接于线圈2两端，转子6固定于转轴4上，磁铁7置于转子6表面，使用环氧胶进行固定，将转轴4穿过定子1上的两个通孔，在转轴4的端头安装叶片单元5，使用环氧胶进行固定。

本实用新型工作时，叶片单元5受到风力发生转动，带动转轴4上的磁铁7发生转动，线圈2内的磁通量发生变化并产生电流，进而使光源3发光，解决了以往教学实践中，相关演示仪器的缺失，而导致学生难以理解风力发电这一原理的问题。

本实用新型中所涉及的一种风力发电原理演示仪器，解决了以往教学实践中，相关演示仪器的缺失，而导致学生难以理解风力发电这一原理的问题，并具有结构简单、自制容易、效果显著、易于推广、可操作性强等优点。叶片单元5受到风力发生转动，带动所述转轴4上磁铁7发生转动，线圈2内的磁通量发生变化并产生电流，进而点亮所述光源3，直接反映了风力发电原理，既便于教师快捷地完成教学任务，又提高了学生学习的兴趣，对培养学生的分析和解决问题的能力大有帮助。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。