制作一個(gè)手搖發(fā)電機(jī)

這個(gè)手搖發(fā)電機(jī)在制作的時(shí)候并沒(méi)有拍照制作過(guò)程，所以過(guò)程就基本省略了，但是畢竟是個(gè)模型制作并不復(fù)雜，大家可以利用自己手邊的任何材料，只要能產(chǎn)生磁場(chǎng)有銅線圈并且能夠沿著某些方向運(yùn)動(dòng)，就可以產(chǎn)生出電力了。

由于很多年前制作的，所以被丟進(jìn)地下室雜物一起有很多灰塵，發(fā)現(xiàn)君被嗆得直咳嗽，所以灰塵并沒(méi)有完全清理干凈就直接拍照了，大家包涵不要嫌棄圖片臟亂就行了，當(dāng)初制作是為了給補(bǔ)習(xí)班的00后們看的，所以都是用手邊能搜集到的廢棄物制作，除了漆包線是新的以外，其它的都是廢棄物。

這個(gè)手搖發(fā)電機(jī)模型的大輪和小輪都是廢棄的洗衣機(jī)拆出來(lái)的，而發(fā)電機(jī)核心是一個(gè)廢棄的微風(fēng)扇，電壓是220伏功率15瓦，由于原先的線圈太細(xì)雖然轉(zhuǎn)動(dòng)也能發(fā)電，但是點(diǎn)亮燈泡還是很困難的，所以拆除了原線圈重新繞制，漆包線用直徑1㎜的銅線以把整個(gè)線軸繞滿為止，當(dāng)時(shí)沒(méi)有記錄線圈匝數(shù)。

這個(gè)微風(fēng)扇是外轉(zhuǎn)子交流永磁同步電機(jī)，永磁體是普通的鍶鋇鐵氧體制作的，這種磁體價(jià)格便宜不過(guò)磁場(chǎng)強(qiáng)度只有0.4特斯拉左右，如果有的小伙伴想要更強(qiáng)的磁場(chǎng)可以選擇釹鐵硼磁鋼來(lái)做，這種磁體的大小是20（長(zhǎng)）x10（寬）x3（厚）㎜，磁場(chǎng)按照S-N-S-N……的順序排列，共22塊。

而定子是由鐵軸和磁抓（磁軛）組成，線圈是與軸垂直纏繞的，這樣的結(jié)構(gòu)對(duì)繞制線圈來(lái)說(shuō)非常方便，固定大輪和發(fā)電機(jī)的木頭是很松軟的松木制作的，這里包括搖把也是木制的，如果采用其它材料也無(wú)妨。

雖然在地下室雜物堆里“沉睡”多年，但是轉(zhuǎn)動(dòng)搖把小燈泡依然發(fā)光毫無(wú)壓力，這個(gè)手搖發(fā)電機(jī)模型的最高電壓可達(dá)6伏，電流200毫安，如果想在這種小體積內(nèi)發(fā)出大電流就必須增大磁場(chǎng)強(qiáng)度，因?yàn)檗D(zhuǎn)速已經(jīng)無(wú)法提高了。

這是另外一個(gè)微風(fēng)扇的定子圖，主要為了增加理解度，因?yàn)檫@個(gè)手搖發(fā)電機(jī)也是采用磁極旋轉(zhuǎn)的方式發(fā)電的，這種結(jié)構(gòu)叫做“旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)”也是現(xiàn)在最普遍的發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)，因?yàn)榇艠O旋轉(zhuǎn)可以避免采用滑環(huán)輸電的弊端，大功率的發(fā)電機(jī)如果采用滑環(huán)輸電不但效率低，而會(huì)造成很大的火花放電，不但增加維修成本和報(bào)廢率，而也會(huì)造成很大的電磁輻射。

這是小汽車(chē)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，雖然也是旋轉(zhuǎn)磁極式的發(fā)電機(jī)，但是它可比發(fā)現(xiàn)君制作的手搖發(fā)電機(jī)模型復(fù)雜的多。這種發(fā)電機(jī)的發(fā)電過(guò)程大致是這樣的：首先磁抓（抓極）是磁鋼制作的它帶有強(qiáng)度在0.8特斯拉左右磁場(chǎng)，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，定子線圈的電流還很弱，但是經(jīng)過(guò)整流后的直流電經(jīng)過(guò)電刷-集電環(huán)流入轉(zhuǎn)子線圈，這時(shí)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)是永磁磁場(chǎng)和線圈磁場(chǎng)的疊加，磁場(chǎng)強(qiáng)度可達(dá)1.2特斯拉左右，這時(shí)的定子電流增強(qiáng)并且穩(wěn)定輸出，達(dá)到了發(fā)電和自整流增強(qiáng)磁場(chǎng)的穩(wěn)定運(yùn)作，這種發(fā)電方式叫做“復(fù)式自勵(lì)”發(fā)電機(jī)，這也是發(fā)電廠采用的方法。

這是網(wǎng)上找的實(shí)物圖，大家可以看到這種轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，磁抓按照S-N-S-N的方式交替排列（某個(gè)面的磁抓可以全部是“S”極或者“N”極，大家可想象這樣充磁的方式非常簡(jiǎn)單安裝也方便。）旋轉(zhuǎn)磁極式的發(fā)電機(jī)的磁極都是偶數(shù)的有16極、22極等等，這樣在空間旋轉(zhuǎn)時(shí)可以得到正玄波的交流電，并且嚴(yán)格按照50赫茲或者60赫茲（也有其它頻率的如400赫茲）變化，頻率的大小與磁極數(shù)量和旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)，磁極數(shù)多得到同樣的頻率轉(zhuǎn)速可以降低，而磁極數(shù)少要得到同樣的頻率轉(zhuǎn)速就必須提高。

其實(shí)制作一臺(tái)手搖發(fā)電機(jī)并不難，像永磁直流電機(jī)、永磁無(wú)刷電機(jī)反過(guò)來(lái)就是一臺(tái)發(fā)電機(jī)，甚至用兩個(gè)大磁體，在中間放上可以旋轉(zhuǎn)的線圈，再制作一個(gè)輸電用的滑環(huán)（電刷）也可以發(fā)電，總之大家可以根據(jù)自己的喜好和身邊的材料，發(fā)揮想象結(jié)構(gòu)不限只要能發(fā)電就行了！