探究影响风力发电机发电功率的因素
徐州一中综合实践活动(研究性学习)课题实施方案申报表
课题名称 |
探究影响风力发电机发电功率的因素 |
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课 题 组 成 员 及 有 关 情 况 |
姓名 |
性别 |
班级 |
职务 |
学号 |
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黄玥 |
女 |
高一13班 |
无 |
1305 |
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董蕴之 |
女 |
高一3班 |
无 |
0304 |
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徐舟 |
女 |
高一3班 |
无 |
0316 |
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张悦 |
女 |
高一3班 |
无 |
0323 |
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课 题 研 究 的 目 的 及 主 要 内 容 |
目的:从叶片数量,叶片安装角两个角度,探究影响风力发电机发电的因素。充分利用风能资源,减少常规能源的消耗,为祖国风力发电建设出一份力。 叶片安装角:0度,45度,90度 叶片数量:2片,3片,4片
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研 究 假 设 |
叶片数量相同时,安装角为45度,风力发电机发电效率最高; 安装角相同时,叶片数量为4片, 风力发电机发电效率最高
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研 究 方 法 |
控制变量法,对比实验法 |
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研 究 步 骤 (各 阶 段 的 主 要 内 容 和 时 间 安 排) |
研究过程 1.实验用具:风力发电机的搭建 1.1.准备叶片:取下板上的叶片和小棒,取一段双面胶粘到叶片上(以两个孔之间为准),固定小棍在双面胶上,不要太长也不用太短,再取与双面胶相同长度的纸胶带,将小木棍固定牢固。 1.2.底座和塔身制作:用双面胶将两个底座固定在一起;然后将塔身与底座连接,再用小扎带将塔身固定在一起;最后将砝码放置于底部用于固定塔身。 1.3.发电机装置固定:用双面胶将两个上座固定在一起;然后将发电机固定在上座(装在风力发电机顶部上);最后将其一同固定在塔架上。 2.实验一:探究叶片安装角对风力发电机发电功率的影响 2.1. 搭建装置准备测试:安装好风力发电机塔架、电机后,准备风扇,保证风力发电机与风扇之间的距离为30厘米,风扇中心与轮毂中心保持同一高度(约23.3厘米),风速保持一致。 2.2. 0°安装角:将三片叶片固定在轮毂上(安装在正方形孔中),安装角为0°,各个叶片间隔120°。打开风扇,测量并记录在此装置下万用表所显示的电压及电流值,重复三次,关闭风扇,得到平均电压值为0mV,平均电流值为0mA,根据公式W=UI,计算得出平均功率为0W。 2.3. 45°安装角:取下叶片重新安装(安装在菱形孔里),使其安装角为45°,各叶片间隔120°;打开风扇测试,读取电流和电压值,重复三次,关闭风扇。根据公式W=UI,计算得到平均发电功率为15.4W。 2.4. 90°安装角:取下叶片重新安装(安装在正方形孔中),使其安装角为90°,各叶片间隔为120°,打开风扇测试,读取电流和电压值,重复三次,关闭风扇。根据公式W=UI,计算得出平均发电功率为0W。 3.实验二:探究叶片数量对风力发电机发电功率的影响 3.1. 搭建装置测试:准备风扇,保证风力发电机与风扇之间的距离为30厘米,风扇中心与轮毂中心保持同一高度(约23.3厘米),风速保持一致。 3.2. 2个叶片:取两个相同叶片以45°安装角固定在轮毂上(叶片插在轮毂的菱形孔中),间隔180°,将轮毂安装在风力发电机上。打开风扇,测量并记录在此装置下万用表所显示的电压和电流值,重复三次,关闭风扇。根据公式W=UI,计算得到平均发电功率为12.8W。 3.3. 3个叶片:将同一形状的3个叶片按45°安装角安装方式固定在轮毂上,各间隔120°,将轮毂安装在风力发电机电机上后,打开风扇,记录万用表所显示的电压和电流值,重复三次,关闭风扇。根据公式W=UI,计算得到平均发电功率为26.1W。 3.4. 4个叶片:将同一形状的4个叶片按45°安装角安装方式固定在轮毂上,各间隔90°,将轮毂安装在风力发电机电机上,打开风扇,测量并记录万用表所显示的电流和电压值,重复三次,关闭风扇。根据公式W=UI,计算得到平均发电功率为32.6W。
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成 果 形 式 |
结果与分析 通过表1可以看出,只有当安装角为45°时,风力发电机才有功率产生,故说明只有当安装角为45°时,可以进行风力发电。 表1探究不同安装角下风力发电机的发电功率
通过表2可以看出,随着叶片的增多,平均功率也在逐渐增高,故说明,叶片数与风力发电机的发电功率成正相关。 表2 探究不同叶片数下风力发电机的发电功率
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论 证 小 组 意 见 |
该实验目的明确,过程科学完整,结果清晰明了,探究精神和科学态度都值得鼓励和肯定,希望能再接再厉,未来在科学之路上走得越来越远。
论证人签名: 年 月 日 |