腳踏發電

在鄭州科技館磁電展區，有一件展品可讓觀眾親自體驗腳踏發電的神奇.它外觀看起來像一輛腳踏健身車（如下圖），在車前輪的上方是一排直立的燈柱，當觀眾坐上車座勻速用力地蹬腳踏車時，可看到燈柱上一排排的燈被點亮.是什么使燈泡亮起來了呢？難道人體運動也能發電嗎？

腳踏發電是一件參與性極強的演示能量轉換及直觀顯示電功率大小的展品，它主要由腳踏健身車、小型發電機及電路和燈泡組成.小型發電機被設置在腳踏車的前輪輪轂上，當觀眾坐在自行車座上，雙手握把，雙腳用力持續均衡地踏腳蹬時，由于自行車鏈條的同步傳動，車的前輪也開始轉動，帶動輪轂上面的發電機工作.這樣，人體運動產生的機械能就通過發電機轉換成電能，發電機發出的電能通過閉合電路作用至燈泡上，觀眾可觀察到，燈柱上一排排的燈泡由下而上依次就被點亮了.

能量從一種形式轉化為另一種形式的速率可用功率來表示，功率的單位是瓦特（Ｗ），以發明家詹姆斯·瓦特的名字來命名．電功率是電流在單位時間內所做的功，電功率的大小反映電流做功的快慢.相對于腳踏發電這件展品，觀眾可觀察到燈柱上燈亮的多少和亮度隨著蹬速的快慢而變化．觀眾蹬車用的力量越大，速度越快，機械能轉換成電能的速度也越快，發電機發電就越多，電流在單位時間內所做的功就越大，燈泡被點亮的就越多，亮度也越強.

發電機作為把其他形式的能轉化成電能的一種機械設備，在工農業生產、國防及日常生活中有著廣泛的應用.科學家發現，人體自身的生物能也是一種尚待開發的、自然的新能源．經測算，一個人一生中有三分之一以上的能源被浪費掉．為設法利用人體能源，科學家提出了有趣的設想：將一種微型發電機安裝在經過加工的普通鞋墊中，實現“步行發電”，使人在行走中產生的機械能轉化為電能，這些電能足夠為手機和筆記本電腦充電；中國的納米科學家已研制出了更小的發電機——納米發電機，它可以有效地將機械運動能如人體的運動、肌肉的伸縮、血管的收縮與舒張轉化成電能提供給納米器件．

隨著科學技術的不斷發展，也許要不了多久，更多新形式的人體運動發電機將會在科技館展出．

責任編輯 蔡華杰