制作一个手摇发电机

这个手摇发电机在制作的时候并没有拍照制作过程，所以过程就基本省略了，但是毕竟是个模型制作并不复杂，大家可以利用自己手边的任何材料，只要能产生磁场有铜线圈并且能够沿着某些方向运动，就可以产生出电力了。

由于很多年前制作的，所以被丢进地下室杂物一起有很多灰尘，发现君被呛得直咳嗽，所以灰尘并没有完全清理干净就直接拍照了，大家包涵不要嫌弃图片脏乱就行了，当初制作是为了给补习班的00后们看的，所以都是用手边能搜集到的废弃物制作，除了漆包线是新的以外，其它的都是废弃物。

这个手摇发电机模型的大轮和小轮都是废弃的洗衣机拆出来的，而发电机核心是一个废弃的微风扇，电压是220伏功率15瓦，由于原先的线圈太细虽然转动也能发电，但是点亮灯泡还是很困难的，所以拆除了原线圈重新绕制，漆包线用直径1㎜的铜线以把整个线轴绕满为止，当时没有记录线圈匝数。

这个微风扇是外转子交流永磁同步电机，永磁体是普通的锶钡铁氧体制作的，这种磁体价格便宜不过磁场强度只有0.4特斯拉左右，如果有的小伙伴想要更强的磁场可以选择钕铁硼磁钢来做，这种磁体的大小是20（长）x10（宽）x3（厚）㎜，磁场按照S-N-S-N……的顺序排列，共22块。

而定子是由铁轴和磁抓（磁轭）组成，线圈是与轴垂直缠绕的，这样的结构对绕制线圈来说非常方便，固定大轮和发电机的木头是很松软的松木制作的，这里包括摇把也是木制的，如果采用其它材料也无妨。

虽然在地下室杂物堆里“沉睡”多年，但是转动摇把小灯泡依然发光毫无压力，这个手摇发电机模型的最高电压可达6伏，电流200毫安，如果想在这种小体积内发出大电流就必须增大磁场强度，因为转速已经无法提高了。

这是另外一个微风扇的定子图，主要为了增加理解度，因为这个手摇发电机也是采用磁极旋转的方式发电的，这种结构叫做“旋转磁极式发电机”也是现在最普遍的发电机结构，因为磁极旋转可以避免采用滑环输电的弊端，大功率的发电机如果采用滑环输电不但效率低，而会造成很大的火花放电，不但增加维修成本和报废率，而也会造成很大的电磁辐射。

这是小汽车的发电机转子，虽然也是旋转磁极式的发电机，但是它可比发现君制作的手摇发电机模型复杂的多。这种发电机的发电过程大致是这样的：首先磁抓（抓极）是磁钢制作的它带有强度在0.8特斯拉左右磁场，当转子旋转的时候，定子线圈的电流还很弱，但是经过整流后的直流电经过电刷-集电环流入转子线圈，这时的转子磁场是永磁磁场和线圈磁场的叠加，磁场强度可达1.2特斯拉左右，这时的定子电流增强并且稳定输出，达到了发电和自整流增强磁场的稳定运作，这种发电方式叫做“复式自励”发电机，这也是发电厂采用的方法。

这是网上找的实物图，大家可以看到这种转子的结构，磁抓按照S-N-S-N的方式交替排列（某个面的磁抓可以全部是“S”极或者“N”极，大家可想象这样充磁的方式非常简单安装也方便。）旋转磁极式的发电机的磁极都是偶数的有16极、22极等等，这样在空间旋转时可以得到正玄波的交流电，并且严格按照50赫兹或者60赫兹（也有其它频率的如400赫兹）变化，频率的大小与磁极数量和旋转速度有关，磁极数多得到同样的频率转速可以降低，而磁极数少要得到同样的频率转速就必须提高。

其实制作一台手摇发电机并不难，像永磁直流电机、永磁无刷电机反过来就是一台发电机，甚至用两个大磁体，在中间放上可以旋转的线圈，再制作一个输电用的滑环（电刷）也可以发电，总之大家可以根据自己的喜好和身边的材料，发挥想象结构不限只要能发电就行了！