抽象到直观：能量转换演示器

蔡禹恩

能量转换是物理学中非常重要的一个概念，这个概念是说能量不会凭空消失，而是从一种形式转换为另一种形式。这个概念向我们展示了大自然的神奇。但是，能量转换这个概念很抽象，不好掌握，于是我想，能不能设计一个能量转换演示器，把抽象的知识通过一些直观的实验演示出来，帮助同学们理解呢？

我与同学及物理老师进行了交流，咨询他们的意见。大家都觉得设计一个学习演示教具非常必要，用直观的实验表现抽象概念，效果会很好。

交流之后，我下决心制作能量转换演示器，演示几种典型的能量转换方式。

确定了目标，我就开始翻阅资料，并到网上搜索各种技术信息。我发现，生产生活中有很多能量转换的例子，例如，风力发电、太阳能发电等，这些例子给了我很大启发。

首先，我制作的是风力发电装置。

我最初设计的风力发电装置，主要由小型风力发电机、风扇和灯泡组成。根据法拉第电磁感应定律，当风扇在风力作用下带动电机转子转动时，电机会产生电流，继而点亮小灯泡，风能转化成电能的现象就得到了演示。

组装测试后我发现，由于风力大小无法保持恒定，输出的电压不稳定，于是我又是请教老师，又是查阅资料，寻找保证输出电压稳定的方法。通过反复尝试，我在导线输出端安装了一个整流桥，将电压整合稳定后输出，最终保证了电压正常输出。

风力发电装置设计完成后，我感觉只演示一种能量转换方式过于简单，于是又设计了一套光能转化成电能的装置。

这部分由光能电池板、整流桥和灯泡组成。我在设计时也考虑到输出电压不稳定因素，所以同样加装了整流桥。这样一来，光照射到光能电池板上会产生电流，经过整流桥后则生成稳定的输出电流。

接下来，我又设计了一套新的装置。这套装置是运用电磁学知识设计出来的，在结构上借鉴了汽车发动机。这套装置能将电能转化为动能，当它运转时，信號灯亮起作为显示。

三次设计完成后，我又请教了老师。老师肯定了我的设计，并建议我将三种能量转换装置组合在一起，这样在课堂教学中展示和讲解起来更方便、更全面。

接受了老师的建议，我开动脑筋，尝试将三种演示装置组合在一起。功夫不负有心人，组合工作取得了成功，经过测试，效果非常好。

在整个研制过程中，我遇到了不少困难，但都克服了。通过这次研究，我的动手能力增强了，对学习、应用科学更感兴趣了。我想，只要勤于思考，敢于实践，每一件看似普通的改进和创造都能成为了不起的科研成果。