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你会让风车原地转起来吗?

2021-01-16 19:03
来源:澎湃新闻·澎湃号·湃客
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原创 在线君 STEAM在线 收录于话题#STEAM课堂13#STEAM教育36#STEAM教育学习资源72

提起风车,小朋友和大朋友们都不陌生

很多人曾经拿着自制的风车开心地跑来跑去

还让人回忆起央视栏目《大风车》主题曲:

大风车吱呀吱哟哟地转

这里的风景呀真好看

天好看,地好看

还有一起快乐的小伙伴

除了我们手工制作的玩具风车

我们还知道,世界上有

著名的“风车王国”——荷兰

风和车是形影不离的好朋友,风能,取之不尽,用之不竭的可再生能源;风车,人们最早用以转换能量的装置之一。

风是地球上的一种自然现象,它是由太阳辐射热引起的,地球表面各处受热不同,产生温差,引起大气对流运动,从而形成风。地球上的风能资源约为每年200万亿千瓦时,比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍,目前被开发的只是微不足道的一部分,仅1%的地面风力,就能满足全世界对能源的需求。风能,包括太阳能、小水电、生物质能、地热能和海洋波浪能等一次能源,是一种无污染的可再生能源,被称为“蓝天白煤”。

风车小历史

2000多年前,中国、巴比伦、波斯等古国就已利用古老的风车提水灌溉、碾磨谷物。我国对风车的记载最早源于宋代,一般用它来提水、磨面,替代繁重劳动。

古代的风车是以船帆为原型发展起来的,它具有6~8副像帆船那样的篷,分布在一根垂直轴的四周,风吹时这些篷像走马灯似的绕轴转动,被称作走马灯式的风车。

立式风车诞生于宋代,是一种由风力驱动使轮轴旋转的机械,旋转的轮轴带动磨或水车,从而达到磨麦或取水灌溉的目的。立式风车不受风向改变的影响,风轮总是向同一个方向旋转,较之水平风车方便,不需要对风的装置,这是它最巧妙的设计。

12世纪,风车传入欧洲各国,普遍利用风车磨面和泵水。

荷兰为什么是风车王国?

荷兰是“低洼之国”,很多的土地是在海平面6米以下。面对海潮侵蚀,生存的本能给了荷兰人以动力,他们筑坝围堤,向海争地,创造了高达9米的抽水风车,在低洼的海滩地上建国立业。

最初辗磨谷物由手工体力操作,以后是马拉踏车、以水力推动的水车,之后才是借风力运转的风车。因为荷兰平坦、多风,因而风车很快便得到普及,成为名符其实的“风车王国”。

荷兰风车,最大的有好几层楼高,风翼长达20米。有的风车,由整块大柞木做成。十八世纪末,荷兰全国的风车约有一万二千架。这些风车用来碾谷物、粗盐、烟叶、榨油,压滚毛呢、毛毡、造纸,以及排除沼泽地的积水。正是这些风车不停地吸水、排水,保障了全国三分之二的土地免受沉沦和人为鱼鳖的威胁。

工业革命带来了电气化的社会。和电力机器相比,古老的风车在产能与效率上相去甚远,因而逐渐退出了历史舞台。而今,它们更多的是作为观光游览以及作为博物馆供人们了解历史。然而,风能作为一种可持续能源,在强调绿色环保的今天,还是大有用途的。因此,我们看到了一座座风力发电站拔地而起。

现代的风车很高(最高可达100米左右,也就是30层楼),它所感受到的风力比传统的风车要大得多。如果还用帆布作为风帆,很可能就会把帆吹破了。所以风车叶片都用轻且强度高的碳纤维复合材料做成,根据空气动力学原理为其设计复杂的曲面,从而使它能利用更多的风能。

风车作为利用可再生资源很好的工具,源源不断地为人类提供去发电。除了风能,可再生资源还包括太阳能、水能、潮汐能等等。

今天我们要介绍的小实验就是利用太阳能发电来带动风车叶片,为人类服务,看看具体是怎么来做吧。

如何制作?

准备材料:

三叶风扇,太阳能电池板,木柱,电动机

实验步骤:

第一步:将太阳能电池嵌入底座,实际上顶部嵌入小型玩具马达的空心管。

第二步:将三叶风扇嵌入电动轴中,使它可以平稳旋转。

第三步:将电动机链接到太阳能电池板上。

第四步:将电线推入直柱内,然后将木柱钉在框架上,这样就完成了整个组装工作。

实验原理:

阳光入射之后,阳光越强烈,阳光入射角度越是垂直太阳能板表面,那么光子就越多,光子的活性就越大,这样传递给硅原子的能量也就越多,于是就越多的电子得到了能量,变成了自由电子,这样只要线路一接通,产生的电流也就越大。简单的说就是光越强发电越多,阳光入射角度越垂直,发电越多。

欢迎家长、老师带领孩子学习制作,制作视频可以发送给小编微信:gli9981,备注:太阳能。

我们将把孩子的视频作品安排进入中小学科创实践展播活动(最新一期参考:),并在年终评选中为获奖者邮寄精美奖品和证书一份。

欢迎给我们留言,提出您的建议,我们将第一时间给您回复~

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原标题:《【STEAM课堂】你会让风车原地转起来吗?》

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