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我做成了發電機了！
姚俊傑
臺南市自然與生活科技輔導團壹、 前 言
每 次 講 到 電 動 機 和 發 電 機 總 會 提 到 ， 電 動 機 和 發 電 機 的 構 造 相 同 ， 只 是 一 個 是 通 電 後 會 轉 ， 另 一 個 是 轉 了 以 後 會 產 生 電 ， 但 苦 無 法 證 明 ， 曾 利 用 二 個 直 流 電 動 機 利 用 原 子 筆 心 相 連 ， 一 個 接 電 池 另 一 個 接 燈 泡 ， 但 通 電 後 馬 達 轉 了 ， 燈 泡 則 無 反 應 ， 後 改 接 另 一 個 馬 達 亦 無 結 果 。 直 到 見 了 林 宣 安 老 師 的 軌 道 車 發 電 機 ， 利 用 LED 燈 和 軌 道 車 ，LED 燈 裝 在 馬 達，繩 子 綁 在 輪 子 上，用 力 拉 繩 子，LED 燈 竟 然 亮 了 起 來 ， 因 此 重 新 燃 起 做 馬 達 發 電 機 的 念 頭 ， 重 拾 先 前 的 點 子 ， 只 是 這 回 接 了 三 用 電 錶 ， 總 算 有 了 成 果- 指 針 動 了 (圖二)，但 電 壓太 小 led 燈 不 會 亮。就 一 直 構 想 如 何 讓 馬 達 轉 更 快 一 些 ？ 直 到 有 天 想 要 買 強 力 磁 鐵 ， 但 不 知 那 裡 在 賣 ， 經 上 網 尋 找 後 ， 竟 發 現 強 力 磁 鐵 還 可 以 省 油 和 音 響 改 善 音 質 ， 在 省 油 網 站 逛 ， 才 知 原 來 硬 碟 中 竟 有 強 力 磁 鐵 ， 找 了 二 顆 壞 了 的 硬 碟 ， 拆 了 看 看 ， 一 顆 採 暴 力 拆 解 ， 以 了 解 其 構 造 ， 另 一 個 就 可 好 好 的 拆 了 。 果 然 有 一 顆 硬 碟 有 二 片 強 力 磁 鐵 ， 磁 力 之 強 超 乎 想 像 。 分 解 了 一 顆 硬 碟 的 馬 達 ， 發 現 有 線 圈 、 有 磁 鐵(圖 三 )但 無 電 刷 (圖 四 )， 就 想 把 它 變 成 發 電 機 ， 做 好 接 上 三 用 電 錶 ， 指 針 竟 紋 風 不 動 ， 令 人 失 忘 ， 心 想 用 力 拉 其 轉 速 應 可 發 電 ， 且 硬 碟 的 馬 達 可 不 是 普 通 的 馬 達 ， 應 不 輸 給 林 宣 安 老 師 的 軌 道 車 發 電 機 。 圖 一 、 三 用 電 表 （ 未 通 電 ） 圖 二 、 通 電 後 ， 馬 達 快 速 振 動 ， 電 表 指 針 動 了 圖 三 、 分 解 硬 碟 馬 達 ， 有 線 圈 、 磁 鐵 圖 四 、 硬 碟 馬 達 無 電 刷我做成了發電機了！ - 59 - 隔 天 到 學 校 才 突 然 想 起 ， 直 流 電 是 利 用 二 個 半 圓 形 電 刷 才 得 到 ， 而 硬 碟 馬 達 無 電 刷 ， 應 為 交 流 電 ， 好 不 容 易 等 到 下 班 ， 回 家 一 試 果 真 如 此 ， 當 三 用 電 錶 轉 向 交 流 電，指 針 就 隨 手 的 拉 動 而 偏 轉，裝 上 LED 燈 竟 然 亮 了 ， 實 在 太 神 奇 了 。
貳、 硬 碟發 電 機製 作 過程
工 具 ： 二支星形起子，二支十字起子(圖五)， 手 搖 鑽 ， 鑽 頭 ， 電 烙 鐵 ， 熱 熔 膠 材 料 ： 硬 碟 ， 線 ， 金 屬 小 圓 環 ， LED 燈 ，焊 鍚 步 驟 ： 1. 取 十 字 起 子 旋 起 螺 絲 釘 ， 打 開 硬 碟 (圖六)， 其 右下 角 即 是 強 力 磁 鐵 。 2. 拆 下 強 力磁 鐵 和 磁 頭(圖 七)。 3. 在 硬 碟 片上 和 外 殼 各 鑽 一 個 洞，裝 上 線 和 金 屬 環(圖 八)。 4. 焊 上 LED 燈，加 熱 熔 膠 固 定 (圖 九 )。 5. 完 成 後 拉一 拉 繩 子– 亮 了 (圖十)。 圖 五 、 二支星形起子，二支十字起子 圖 六 、 打 開 硬 碟 圖 七 、 拆 下 強 力 磁 鐵 和 磁 頭 圖 八 、 在 硬 碟 片 上 和 外 殼 各 鑽 一 個 洞 ， 裝 上 線 和 金 屬 環 圖 九 、 焊 上 Ｌ Ｅ Ｄ 燈 ， 加 熱 熔 膠 固 定 圖 十 、 拉 一 拉 繩 子 ， 燈 亮 了 強 力 磁 鐵 磁 頭科學教育月刊 第 290 期 中華民國九十五年七月 - 60 -
參、 問 題討 論
一 般 人 對 不 加 電 池 只 用 力 拉 ， 即 會 使 LED 燈 亮 起，充 滿 好 奇，利 用 同 學們 的 好 奇 之 吸 引 他 們 的 注 意 力 ， 再 講 解 其 中 的 原 理 ， 將 可 收 事 半 功 倍 之 效 。 LED 燈 為 發 光 二 極 體，具 有 單 向 導電 性 質 ， 具 只 要 微 弱 的 電 流 即 會 發 光 ， 很 適 合 用 在 本 硬 碟 發 電 機 中 ， 因 它 為 交 流 電 且 快 速 變 化 方 向 ， 在 高 速 閃 光 下 ， 你 不 必 管 電 流 正 負 ， 且 利 用 硬 碟 碟 片 當 飛 輪 ， 繩 子 拉 完 會 自 動 旋 好 ， 比 林 宣 安 的 軌 道 車 發 電 機 方 便 多 了 。 比 較 馬 達 發 電 機 和 硬 碟 發 電 機 ， 前 者 只 能 產 生 小 的 電 流 讓 三 用 電 表 轉 動 ， 後 者 的 電 流 能 讓LED 燈 亮 起 來，其 中 的差 別 不 外 乎 磁 場 強 度 、 線 圈 圈 數 和 轉 動 次 數 ， 磁 場 強 、 轉 速 快 且 線 圈 多 ， 是 提 高 發 電 功 率 的 不 二 法 門 ， 而 硬 蹀 的 馬 達 製 造 時 ， 因 要 提 升 硬 碟 的 讀 取 速 度 ， 轉 速 要 求 很 高 ， 因 此 製 造 時 就 要 求 磁 場 強 且 線 圈 多 ， 因 此 很 適 合 改 成 發 電 機 ， 至 於 轉 速 快 就 要 看 那 一 條 繩 子 了 ， 繩 子 的 長 度 約 要 你 手 能 伸 直 的 長 度 ， 太 長 太 短 都 不 容 易 拉 ， 且 在 你 用 力 拉 時(轉 速 最 快 )， 它 才 會 亮 。 初 次 拉 可 能 不 會 不 太 順 利 ， 多 拉 幾 次 就 可 以 了 。 圖 八 是 利 用 數 位 相 機 的 快 拍 功 能 ， 按 下 按 鈕 不 放 ， 會 連 續 拍 照 ， 放 開 後 只 保 留 最 後 五 張 ， 經 拍 攝 多 次 ， 才 挑 出 這 一 張 。 雖 還 沒 機 會 給 同 學 看 ， 但 我 在 k12 開 的 科 學 教 具 工 作 坊 中 ， 利 用 開 學 典 禮 時 表 演 給 老 師 們 看 收 到 很 大 的 回 響 ， 在 一 連 串 的 研 習 過 程 中 ， 陸 續 詢 問 我 相 關 問 題 ， 甚 至 有 人 要 我 在 實 作 的 時 候 ， 指 導 有 興 趣 的 老 師 製 作 。肆、 相 關資 訊
市 面 上 有 手 壓 式 和 手 搖 式 LED 手 電 筒 ， 前 者 利 用 把 手 帶 動 齒 輪 ， 轉 動 發 電 機 發 電 ， 後 者 利 用 強 力 磁 鐵 ， 和 線 圈 ， 搖 動 時 強 力 磁 鐵 進 出 線 圈 即 發 電 ， 可 為 不 喜 歡 動 手 做 的 老 師 另 一 種 選 擇 。 前 者 市 售 百 元 內 ， 後 者 要 三 百 多 元 以 上 ， 因 此 興 起 仿 製 念 頭 ， 給 果 只 花 了 不 到 百 元 即 可 製 成 手 搖 式 發 電 機，便 宜 又 實 用 -可 很 清 楚 的 看 到 它 的 構 造 。伍、 手 搖 式
LED 手電筒製作過程
工 具 ： 鋸 子 ， 電 烙 鐵 材 料：4 分透 明 管，潻 包 線，15×20mm 釹 鐵 錋 強 力 磁 鐵，海 綿，焊 鍚(圖 十 一) 步 驟 ： 1. 用 鋸 子 鋸 一 段 適 當 長 度 (約 25cm)的 透 明 管 ， 將 邊 緣 修 平 整 。 2. 直 接 利 用透 明 管 在 海 綿 上 旋 轉，即 可 將 海 綿 穿 透(圖 十 二)， 再 加 上 另 一塊 小 海 綿，放 入 磁 鐵，另 一 邊 再 加 小 海 綿 ，並旋入另一塊 海綿，用透明膠帶 將兩端固定。 3. 將 潻 包 線繞 在 透 明 管 上，多 繞 幾 層 。 (圖十 三) 4. 取紅、黃兩 LED 燈直接插入海綿（圖 十四），將P、N 極反向並聯，焊接起來， 以熱熔膠固定(十五)。 5. 接上 LED 燈，搖一搖，燈亮了(圖十六)。我做成了發電機了！ - 61 - 圖 十 一 、 材 料 圖 十 二 、 用 透 明 管 在 海 綿 上 旋 轉 ， 即 可 將 海 綿 穿 透 圖 十 三 、 潻 包 線 繞 在 透 明 管 上 ， 多 繞 幾 層 圖 十 四、取 紅、黃 兩 LED 燈 直 接 插 入 海 綿 圖 十 五 、 將 P、N 極 反 向 並 聯，焊 接 起 來 ， 以 熱 熔 膠 固 定 圖 十 六 、 接 上 LED 燈 ， 搖 一 搖 ， 燈 亮 了
