風力發電機所需器材和原料：

1 主體木板 2片

2 太陽能專用馬達（轉軸上附齒輪）1.5~4.5V 1組

3 大齒輪 1個

4 小齒輪 1個

5 方形木塊 2個

6 三孔木塊 1個

7 長形木塊 1個

8 金屬棍 1支

9 綠色LED燈（3V） 1個

10 泡棉雙面膠 1片

11 螺絲釘（2mm*6mm） 12支

12 珍珠板（30 * 30 cm） 1片

13 砂紙 1張

14 保麗龍膠 1罐

15 透明膠帶 1卷

16 美工刀 1把

17 螺絲起子 1支

18 圓規 1支

19 量角器 1個

20 小膠帶 1卷

圖1簡易風力發電機制作部分器材，阿拉伯數字為器材表內的編號。

【步驟】

一、風車主體組裝

1.將大齒輪圓孔套入金屬棍，內推至距一端約1公分，如圖2。

2.取一方型木塊套入金屬棍的較長端。

3.將步驟2裝置的方形木塊貼齊主體木板縫隙的邊緣，使用螺絲釘固定，如圖3。

※簡易風力發電機制作注意事項：鎖緊螺絲釘時，應避免用力過大，導致木塊及主體木板破裂。

將步驟2完成的裝置放在主體木板上。

4.取另一個方型木塊套入金屬棍的較短端，使其對準主體木板上的孔洞;調整大齒輪位置，使其位于縫隙正中間，并與縫隙平行;最后使用螺絲釘固定方形木塊，如圖4。

5.以螺絲釘將長形木塊固定于步驟4的主體木板下端，如圖5。

6.將太陽能專用馬達置入步驟4主體木板上的凹槽，調整馬達主軸上齒輪與大齒輪的咬合位置，使其能順利轉動，如圖5。

7.若咬合的齒輪轉動困難，則剪下一小段砂紙，磨擦主體木板的凹槽底部，直至馬達位于最佳位置，如圖6調整好后，取出馬達備用。

自制風力發電機

8.將LED燈固定在三孔木塊上方孔洞，如圖7。兩支腳分別插入在下方的小孔（長腳是正極、短腳是負極），使兩只腳都能伸出孔洞之外，如圖8。

9.剝除太陽能專用馬達電線末端的絕緣外層，使內部的金屬線露出約2公分，如圖9。

10.將太陽能專用馬達的紅色金屬線（正極）纏繞在LED的長腳（正極），黑色金屬線（負極）纏繞在LED的短腳（負極），如圖10。

11.將步驟10的裝置以2根螺絲釘固定于步驟7的主體木板上，如圖11。

12.將第二片主體木板覆蓋在步驟11的裝置上，再次檢查馬達是否位在最佳位置。若否，則重覆步驟7。

13.使用6個螺絲釘將第二片主體木板固定，測試大齒輪與太陽能專用馬達上的小齒輪是否能順利轉動，如果轉動困難，則重新調整螺絲釘的位置，如圖12。

二、扇葉組的裁切

1.使用圓規，在板上畫出四個直徑分別為12、11、3、2公分的同心圓，如圖13。

自制風力發電機

2.分別將直尺貼齊圓周邊緣的各點，再以小刀沿著直尺切掉圓周外的珍珠板，重覆此動作，直至接近圓形為止，最后以砂紙磨除圓周邊緣的棱角，如圖14。

3.以直尺及筆畫出相互垂直的兩條直徑，再以量角器，將圓均分八等分的扇形，如圖15。

4.每條扇頁支架的寬度留約0.5公分，使用美工刀將直徑3~11公分之間的珍珠板鏤空裁切成為扇葉。

5.將小齒輪以泡綿膠黏至步驟4裝置的中心，如圖16。

6.使用透明膠帶，將八片扇葉以相同夾角（45度）黏貼至扇葉支架上，如圖17。

7.將扇葉組套入風車主體的轉軸，置于轉動的電扇前，使風車扇葉能逆時針轉動，觀察LED燈是否發亮，并測量出最大電壓。

問題與討論

1、哪些變因會影響風力發電機發出的電壓大小？

2、請設計實驗利用控制變因的科學方法，找出風力發電機產生最大電壓的扇葉結構 （例如扇葉與扇葉支架的夾角、扇葉數目…等）