展品描述和科學原理介紹:
展項由踏步機、自行車和跑步機組成,展示的是壓電效應和電磁感應原理的相關知識。當你在展項中分別進行踏步、蹬自行車和跑步等運動時,面前的LED照明柱就會亮起來。你運動得越快,發電量就越大,照明柱的亮度就越高。踏步機的踏板下安裝有可發電的壓電陶瓷裝置。壓電陶瓷是一種能夠將機械能和電能互相轉換的信息功能陶瓷材料,利用了壓電效應。壓電陶瓷由小晶粒無規則鑲嵌而成,每個小晶粒微觀上由原子或離子有規則排列成晶格,可看為一粒小單晶。壓電陶瓷的晶胞結構隨溫度的變化有所變化。這種電極化不是由外電場產生,而是由晶體自身產生的,所以稱為自發極化。瓷片壓縮,極化強度變小,釋放部分吸附自由電荷,出現放電現象。自行車、跑步機則連接著直流發電機。直流發電機是把機械能轉化為直流電能的設備,利用的是電磁感應原理。線圈經過兩個半圓的滑環與電刷接觸,再經過導線、燈泡構成了一個閉合回路;線圈轉動,切割磁力線,這樣回路就產生了感應電動勢,照明柱就亮了起來。人運動得越快,線圈轉動速度越快,單位時間內導電線圈切割磁力線的次數越多,產生的電能越多,照明柱也就亮得越多。壓電效應和電磁感應原理的運用非常廣泛,像換能器、壓電驅動器和壓電式傳感器都是利用的壓電效應,交流發電機、感應電動機和變壓器等都利用了電磁感應原理。
展品主要技術參數:
2.2*1.5*1.6
原理講解與演示視頻: