陶玉坤
隨著生活水平的提高,人們對鞋子的要求也越來越高。于是我對普通鞋子進行改進,增加了一些功能,使其不僅能穿,還能照明。
根據(jù)初中所學(xué)物理知識,閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中作切割磁感線運動,導(dǎo)體中就會產(chǎn)生電流。這種利用磁場產(chǎn)生電流的方法叫電磁感應(yīng),產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。
利用電磁感應(yīng)就能產(chǎn)生電能,為什么不能做一雙具有特異功能的鞋子,利用人走路時的動力使磁生電呢?有了這個想法,我便開始進行實踐。經(jīng)過幾個星期,終于構(gòu)造出自動發(fā)電照明鞋。結(jié)構(gòu)示意圖如下:
圖A為鞋子的側(cè)面圖,圖B為俯視圖。自動發(fā)電照明鞋由上、下兩部分組成,上部分為鞋面,下部分是核心的發(fā)電裝置。兩部分可分離,方便清洗。如圖B所示,整個鞋子共有五盞燈、兩個發(fā)電裝置、一個儲存發(fā)電式電池、一個開關(guān)和一個換氣孔。
自動發(fā)電照明鞋的基本工作原理是:當(dāng)人穿上鞋子時,會有兩個主要受力部位——前腳掌和后腳跟,我在鞋子的這兩個地方分別裝有如圖A中的裝置②。當(dāng)腳踩在地上時,裝置②受到向下的壓力,使得磁鐵向下做切割磁感線運動,產(chǎn)生電能后再運輸至圖A中的裝置③中。
而抬起腳時,磁鐵又恢復(fù)到原來的位置,如此反復(fù)能收集許多電能??捎免S磁鐵來進行電磁感應(yīng)。發(fā)光二極管耗能極少,產(chǎn)生電能能滿足照明所需。不過在發(fā)電裝置工作時,產(chǎn)生的并不都是電能,還有一部分內(nèi)能會轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?,這時圖A中的裝置⑤就起作用了,它主要用來釋放熱量、恒定溫度。
在夜晚無燈的情況下,可打開圖A中的開關(guān),這時白天積攢的電能便從圖A中的裝置③傳輸給五個LED燈,用于照明。
自動發(fā)電照明鞋重量較輕,適用于廣大農(nóng)民、山區(qū)的孩子和上夜班的工人。由于鞋子的LED燈燈罩可防水,所以能用濕抹布擦拭。另外,鞋子分為冬夏兩款,不同款的鞋子密透性不同。(指導(dǎo)老師:程 柏)
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2015年7期