各位家長,在和孩子探索科學的過程中,清潔能源、環保節能是非常重要的科普主題,既能培養孩子的科學思維,又能樹立綠色低碳的生活理念。今天這篇文章,就用一個超震撼的小實驗,帶孩子看懂水滴也能發電的黑科技,感受大自然里藏著的能量奧秘。
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我國極為重視發展清潔能源。以水力發電為例,水電站利用水位差產生的強大動能為我們生產電能。其實,和洶涌的浪潮類似,數滴從高空墜落的水同樣蘊含著巨大的能量,下面請和我們一起看看水滴是怎么產生能量的。
這是一種簡易的三極管型水滴發電機(DEG),它可以高效地將高空墜落水滴的動能轉化為電能,4滴0.1毫升的水滴從15厘米的高度降落,就可以瞬間點亮400個LED小燈泡。
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當水滴從高處降落,撞擊負責產生并儲存電荷的四氟乙烯(PTFE)材料層時,會觸及一旁的鋁電極。如同水往低處流一樣,鋁電極和PTFE之間的電勢差會推動水中的正負離子發生定向流動。此時電路導通,電流產生。
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單個三極管型水滴發電機的輸出電壓可達150伏,輸出電流270微安,瞬時功率密度可達50.1瓦/平方米。相同實驗條件下,與傳統界面效應發電機相比,三極管型水滴發電機的功率可以提高上千倍。
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若水滴不停地降落,可以持續推動離子定向流動,進而產生持續而穩定的電流。晴天利用太陽能發電,大風天利用風能發電。未來,在雨天,無數小雨滴或許也可以被委以重任,為路燈及家用電器等設備供電,為人們帶來更多的清潔能源。
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小小的水滴,藏著大大的科學能量,這篇有趣又硬核的科普,特別適合家長講給孩子聽,既能激發科學興趣,又能傳遞環保理念。
你家孩子還知道哪些清潔能源小知識?你覺得未來雨滴還能用來做什么?歡迎在評論區留言分享,一起帶孩子在生活中發現科學、愛上科學~
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