脚踏发电机物理实验纸

摘要:所用设备主要采用发电机为主体，辅以杠杆，改装组合成脚踏发电机。在发电机的承重部分增加一个小齿轮来安装楼梯的现有空间，通过杠杆连接到楼梯的表面。人走后，电机发电，供他用。关键词:发电机；弧形杠杆；胎面1。介绍

随着人类的发展，国际竞争越来越激烈，最根本的是争夺能源，解决能源问题也是可持续发展的基本前提。所以能源越来越珍贵，寻求新能源的愿望也付诸行动。而且在需求能源的同时，越来越注重环保，能源的清洁度成为衡量能源是否可用的一大指标。与传统的发电形式相比，脚踏发电机具有环保、清洁的优点，其获取能源的方式更加简洁，符合当代的时代主题。但是，人走路的能量是浪费的。为了充分利用资源，我们组专门设计了脚踏发电机，以响应时代的号召，为社会做出自己应有的贡献！

2.实验方案(设计理念

在这个实验中，使用了发电机、电弧杠杆、导体、弹簧、弹片和辅助设备。完成的踏板发生器放置在指定的楼梯位置后，弧形杆固定在两个台阶的折叠点上。杠杆分为踏板、支点、杠杆臂和锯齿板，锯齿板与发电机齿轮啮合。当踏板被踩下并向下移动时，杠杆会传递并扩大运动范围，从而使发电机的发电效率最大化。为了保证杠杆的锯齿能与齿轮充分接触，不会因锯齿的圆弧运动而脱离齿轮，在发电机后面加了一个弹簧。发电机的电源输出端装有两块蓄电池。当踏板移动时，发电机弹片接触不同的蓄电池，储存不同方向的电流。在踏板下安装合适的弹簧系统，距离踏板表面的高度约为4厘米。胎面和其它材料可以是绝缘材料。

实验步骤:(1)如图所示连接完成的设备。

台阶侧视图

总平面图1显示齿轮啮合位置2为发电机，弹簧3为电流转换滑槽。

4号和5号是蓄电池，储电方向相反。

流动

发电机侧视图

重庆交通大学第四届物理综合设计与科技创新大赛论文

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在发电机的俯视图中，弹簧的作用是保持两个齿轮处于良好的啮合状态。

当前转向的俯视图

分流器的侧视图

连接阳极和阴极的两块铜板连接到杠杆的末端，杠杆随垂直齿条移动。

(2)跑台试验。正常行走时，踩在踏面上，踏面垂直变形量为d1。通过弧形杠杆的计算，可以知道发电机齿轮的转动情况。(3)测试产生的电压。在连接的设备上连接一个电压表，分别测量齿轮在不同方向旋转产生的电压。

(4)利用发电机产生的电能。实验表明，储存在电池中的能量可以应用到一些低功耗的电器上。

3.结果和讨论

单个脚踏发电机发电量较少，但在大量楼梯使用时，会产生大量能量，可以应用到人们的日常生活中。其应用场所可用于学校、医院、超市、写字楼等人多的公共场所。

选择液位计时，应考虑以下因素:

(1)测量对象，如被测介质的物理化学性质、工作压力和温度、安装条件、液位变化速度等。

(2)测量和控制要求，如测量范围、测量(或控制)精度、显示方式、现场指示、远程指示、与计算机的接口、安全和防腐、可靠性和施工方便性。

给水工程中常用的液位计及选择要点如下:

A.浮子液位测量仪

在液体中放一个空心的浮球。当液位变化时，浮球会产生与液位变化相同的位移。浮球的位移可用机械或电学方法测量，其精度为(1 ~ 2)%。这种液位计不适用于高粘度液体，其输出端有开关控制，连续输出。

在净水厂的设计中，经常使用这种液位计来测量集水井的液位，以控制排水泵的自动启停。

B.静压(或差压)液位计

因为液柱的静压与液位成正比，所以可以通过用压力表测量基准面上液柱的静压来测量液位。根据被测介质的密度和液体的测量范围计算出压力或压差范围，然后选择合适范围和精度的压力表或压差表。这种液位计的精度为(0.5 ~ 2)%。

C.射频电容液位计

当容器中插入电极时，当液位发生变化时，电极内部的介质发生变化，电极之间(或电极与容器壁之间)的电容也发生变化，然后转换成标准化的DC信号。其精度为(0.5 ~ 1.5)%。

电容式物位计具有以下优点:传感器无机械运动部件，结构简单可靠；准确度高；检测端消耗电能少，动态响应快；维护方便，使用寿命长。缺点是被测液体的介电常数不稳定会造成误差。电容式液位计一般用于调节池和清水池的液位测量。

当测量范围小于2m时，采用杆式、板式和同轴电极；超过2m时，使用电缆电极。当被测介质为水时，使用带绝缘层的电极(可使用聚乙烯)。

D.超声波液位计

超声波液位计的传感器由一对发射和接收换能器组成。发射换能器发射面向液体表面的超声脉冲，超声脉冲从液体表面反射并被接收换能器接收。根据从发射到接收的时间，可以确定传感器到液位的距离，可以换算成液位。其精度为0.5%。

这种液位计无机械运动部件，可靠性高，安装简便，属于非接触式测量，不受液体粘度和密度的影响，所以常用于药罐、药罐、排泥池等的液位测量。但是，这种方法有一些盲点，而且价格昂贵。