Větrná elektrárna, vrtulový vozík

Zhotovíme si vozík, který budeme používat dvojím způsobem. Buď bude pracovat jako model malé větrné elektrárny, nebo se na něm seznámíme s funkcí letecké vrtule.

Co budeme potřebovat
• překližku
• balzový hranolek
• dvě osy s kolečky
• modelářský elektromotorek
• plastovou vrtulku
• voltmetr
• plochou baterii, spojovací vodiče
• montážní materiál

Jak na to
Z překližky vyřízneme obdélník asi 10 cm × 5 cm a do rohů přišroubujeme úhelníky s otvory pro osy koleček. Kolečka můžeme použít z různých rozbitých hraček (obr. 1). Pro zmenšení tření případně nasuneme mezi kolečka a bočnice korálky. Na horní plochu přilepíme lehký balzový hranolek a na něj samolepicí páskou uchytíme elektromotorek. Na jeho osu nasuneme modelářskou plastovou vrtulku, její listy případně zkrátíme podle rozměrů vozíku. Balzu i elektromotorek zakoupíme v modelářské prodejně, motorek můžeme vymontovat i z poškozeného dětského autíčka. K vývodům elektromotorku připájíme aspoň 50 cm dlouhé tenké ohebné vodiče zakončené banánky. Důležité je, aby celá konstrukce vozíku byla co nejlehčí (obr. 2).

Větrná elektrárna

Vozík bez baterie postavíme na stůl a zajistíme proti pohybu. Vývody od motorku připojíme k dostatečně citlivému voltmetru a na vrtuli zamíříme proud vzduchu z vysoušeče vlasů – fénu. Vrtule se roztočí a motorek začne fungovat jako generátor stejnosměrného proudu. Pohybová energie větru se mění na energii elektrickou.

Připojeným voltmetrem můžeme zkoumat vztah mezi rychlostí otáčení vrtule a velikostí vzniklého napěti. Naše elektrárnička je velmi malá, a proto také naměřené napětí stěží přesáhne několik desetin voltu. O něco většího výkonu dosáhneme ofukováním vrtule usměrněným proudem vzduchu z vysavače, ale ani to asi nebude stačit třeba k rozsvícení malé žárovky. Svítivá dioda LED se také pravděpodobně nerozsvítí, protože ta funguje až od napětí více než 1,5 voltu.

Vrtulový vozík

Přívodní vodiče od motorku připojíme k ploché baterii, kterou držíme v ruce.

Roztočená modelářská vrtule má dostatečný tah, který uvede vozík do pohybu. Podle směru otáčení motoru bude fungovat vrtule buď jako tažná (vozík jede s vrtulí vpředu), nebo jako tlačná, kdy vrtule tlačí vozík před sebou (obr. 3). Směr otáčení motorku – a tím i vrtule – změníme přehozením přívodních vodičů od baterie. Proužkem tenkého papíru se přesvědčíme, že roztočená vrtule z jedné strany vzduch nasává a na druhou stranu ho „vyfukuje“. Náš model teď mění elektrickou energii na pohybovou energii vrtule a proudícího vzduchu.

Poznámka: Jestliže nemáte dost odvahy nebo možnosti k svépomocné stavbě vrtulového vozíku, můžete provádět tyto pokusy s vozíkem, který nabízejí školám prodejci učebních pomůcek.

Zdroj

RNDr. Jaroslav Kusala, Hrátky s obnovitelnými zdroji, součást vzdělávacího programu ČEZ, a. s., Svět energie. Publikaci můžete získat na: www.cez.cz/cs/vyzkum-a-vzdelavani/pro-studenty/materialy-ke-studiu/tiskoviny.html

Nabídku vzdělávacího programu najdete na http://www.cez.cz/vzdelavaciprogram