教你手工製作小小風力發電機小製作

【風力發電機所需器材和原料】

1主體木板2片2太陽能專用馬達(轉軸上附齒輪)1.5~4.5V1組3大齒輪1個4小齒輪1個5方形木塊2個6三孔木塊1個7長形木塊1個8金屬棍1支9綠色LED燈(3V)1個10泡棉雙面膠1片11螺絲釘(2mm*6mm)12支12珍珠板(30 * 30 cm)1片13砂紙1張14保麗龍膠1罐15透明膠帶1卷16美工刀1把17螺絲起子1支18圓規1支19量角器1個20小膠帶1卷

圖1簡易風力發電機制作部分器材，阿拉伯數字爲器材表內的編號。

【步驟】

一、風車主體組裝

1.將大齒輪圓孔套入金屬棍，內推至距一端約1公分，如圖2。

圖2將大齒輪圓孔套入金屬棍。

2.取一方型木塊套入金屬棍的較長端。

3.將步驟2裝置的方形木塊貼齊主體木板縫隙的邊緣，使用螺絲釘固定，如圖3。

※簡易風力發電機制作注意事項：鎖緊螺絲釘時，應避免用力過大，導致木塊及主體木板破裂。

自己手工製作風力發電機圖3：將步驟2完成的裝置放在主體木板上。

4.取另一個方型木塊套入金屬棍的較短端，使其對準主體木板上的孔洞；調整大齒輪位置，使其位於縫隙正中間，並與縫隙平行；最後使用螺絲釘固定方形木塊，如圖4。

圖4調整好木塊及齒輪的位置，以螺絲釘固定在主體木板上。

5.以螺絲釘將長形木塊固定於步驟4的主體木板下端，如圖5。

圖5以螺絲釘將長形木塊固定於主體木板下端。

6.將太陽能專用馬達置入步驟4主體木板上的凹槽，調整馬達主軸上齒輪與大齒輪的咬合位置，使其能順利轉動，如圖5。

7.若咬合的齒輪轉動困難，則剪下一小段砂紙，磨擦主體木板的凹槽底部，直至馬達位於最佳位置，如圖6調整好後，取出馬達備用。

圖6磨擦主體木板的凹槽底部，直至馬達位於最佳位置。

8.將LED燈固定在三孔木塊上方孔洞，如圖7。兩支腳分別插入在下方的小孔(長腳是正極、短腳是負極)，使兩隻腳都能伸出孔洞之外，如圖8。

圖7將LED燈固定在三孔木塊上方孔洞。

圖8將LED燈的兩支腳伸出下方的兩個孔洞之外。

9.剝除太陽能專用馬達電線末端的絕緣外層，使內部的金屬線露出約2公分，如圖9。

圖9剝除太陽能專用馬達電線末端的絕緣外層。

10.將太陽能專用馬達的紅色金屬線(正極)纏繞在LED的長腳(正極)，黑色金屬線(負極)纏繞在LED的短腳(負極)，如圖10。

圖10將太陽能專用馬達的兩條金屬線，分別纏繞在LED的兩支腳。

11.將步驟10的裝置以2根螺絲釘固定於步驟7的主體木板上，如圖11。

圖11將馬

達和LED固定在主體木板上。

12.將第二片主體木板覆蓋在步驟11的裝置上，再次檢查馬達是否位在最佳位置。若否，則重覆步驟7。

13.使用6個螺絲釘將第二片主體木板固定，測試大齒輪與太陽能專用馬達上的小齒輪是否能順利轉動，如果轉動困難，則重新調整螺絲釘的位置，如圖12。

圖12將第二片主體木板固定，並測試齒輪是否能順利轉動。

二、扇葉組的裁切

1.使用圓規，在板上畫出四個直徑分別爲12、11、3、2公分的同心圓，如圖13。

圖13使用圓規，在珍珠板上畫出圓。

2.分別將直尺貼齊圓周邊緣的各點，再以小刀沿着直尺切掉圓周外的珍珠板，重覆此動作，直至接近圓形爲止，最後以砂紙磨除圓周邊緣的棱角，如圖14。

圖14以小刀沿着直尺切掉圓周外的珍珠板

3.以直尺及筆畫出相互垂直的兩條直徑，再以量角器，將圓均分八等分的扇形，如圖15。

圖15將圓均分成八等分的扇形

4.每條扇頁支架的寬度留約0.5公分，使用美工刀將直徑3~11公分之間的珍珠板鏤空裁切成爲扇葉。

5.將小齒輪以泡綿膠黏至步驟4裝置的中心，如圖16。

圖16鏤空裁切珍珠板，並將小齒輪以泡綿膠黏在中心

6.使用透明膠帶，將八片扇葉以相同夾角(45度)黏貼至扇葉支架上，如圖17。

圖17注意扇葉黏貼的方向

7.將扇葉組套入風車主體的轉軸，置於轉動的電扇前，使風車扇葉能逆時針轉動，觀察LED燈是否發亮，並測量出最大電壓。

問題與討論

1、哪些變因會影響風力發電機發出的電壓大小？

2、請設計實驗利用控制變因的科學方法，找出風力發電機產生最大電壓的扇葉結構 (例如扇葉與扇葉支架的夾角、扇葉數目…等)。