小发明创造设计方案.docx

小发明创造设计方案 一、 提出问题 : 石英钟用电池供电 , 电池不仅使用寿命短 , 而且污染环境 . ( 据可靠资料记载 , 每一节 5 号电池对水源的污染 , 相当于一个三口之家一年的饮水量 . 现在全世界范围内大家都在宣传环境保护 , 我国也将保护环境列为我国基本国策 . 人口量占 世界五分之一的中国 , 理应挑起节能环保的重担 , 不能仅仅作为口号 , 更应抓住一切的机会 , 从生活中的点点滴滴做起 , 争取早日达到构建和谐社会的目标 .) 二、 方案设计 方案 利 弊 改进表内部结构 可以在一定程度上 并不能从根本上解决问题 1 使其耗能更少 增长电池使用时间 废旧电池依然污染环境 使电池循环使用 成本较高 2 用可充电电池 间接减少对环境的污染 而且充电也不方便 彻底不用电池 每次上弦后使用时间太短 3 用老式上弦表 不污染环境 太麻烦 使用时间长 改进内部结构 4 改变能量转化方式 不污染环境 成本低 三、 选择并改进 根据上表不难看出 ,第四种方案集成了所有的优点 ,目前为止有没有什么弊端 ,故选择第 四个方案 . 探索过程 : 首先 ,我们亲自拆卸了一块石英钟 ,仔细观察了石英钟的内部结构 (主要由一个齿轮组 ,电动机和电池组成 ,电池供应给发动机电能 ,发动机利用电能带动齿轮转动 ).由此我们想到 ,只要设计一个可以手动供能的发动机 ,代替原来的发动机和电池组 ,就可以了 . 于是 ,我们开始着手研究制作手动发电机 .从一个同学那里 ,我们借来了一个可以手动充 电的手电筒 .将它拆卸后 ,我们认真研究了手动充电手电筒的内部结构 : 主要有两个电路组成 ,义的电路以纽扣电池为电源 ,另一个是瞬时供电电路 .当关闭有电池电路的开关后 ,挤压手柄 ,手柄带动内部一系列齿轮工作 ,最终带动一个磁极转动 ,此磁极又一相对磁极 ,下面缠有金属线圈 ,磁极转动后 ,使灯泡发光 .虽然不能持久发光 ,但也突破了电池 供电的传统 .我们只要对其供能方式作简单的改进 , 使其具有储能功能 ,就可以应用在石英钟上,对石英钟进行持久供电了 . 四、 设计 针对手动充电手电筒不能持续供能的问题 ,我们想到了一个解决的办法 : 引进一个电容 器作为储能的装置 ,用通过手摇提供电流的装置为电容器充电 ,再将此电容器作为新的电源 . 将新电源的正负极接在石英钟内部电池所在位置 ,即用电容器取代原来的电池 ,从而解决使用 电池会污染的问题  . 另外需要说明的是  ,新设计的电路  ,要把电容器的充电电路和放电电路分开控制  ,在各自 的电路中接入开关  ,以便于控制整套装置  ,防止充、放电电路相互干扰  . 补充 : 1、 尽量选择电容器较大的电容器 ,C=σ S/d，横截面积 S 越大，板间距离越小，电 容越大。因此可以将两板卷起来使其成为圆柱形，以达到节省体积的目的。 2、 要避免充电的时候电压超过电容器的击穿电压，否则电容器报废。当然，也可 以在放电电路外在设计一个安全电路与电容器连接，以此保证电压在安全范围 内。接近电压最大安全值时，红灯亮作为警报，操作者可以及时停止挤压收兵 充电。可以用二极管控制电路。电路如图所示： 五、 问题探讨： 用电容器作为电源，有可能会使电流不稳定，如果起伏过大就会造成石英钟走得不准， 可以进一步改进电容器或接入另外的电器元件，使放电电路中流有稳恒电流。 六、 我们说！ 我们都认为这是一个很好的方案，既节能有环保。当然，可能有人会说： “现在一节 5 号电池可以保证一块石英钟走半年的时间，很便宜很方便，我们根本没有必要换。 ”但 是，我们说！这不仅仅是经济上的问题， 更是思想观念上的问题。 节能环保表的普及有 助于在全国范围内人们对环保的认识。 通过日常用品让人们时时刻刻想到环保节能。 而 且，节能环保表也有很强的实用性。