高中通用技术作品实验报告

高中通用技术作品实验报告实验名称：磁力驱动无线充电器的设计与制作摘要：无线充电器已成为现代科技中必不可少的一部分。为了提高其效率和可靠性，这里设计一种新型的磁力驱动无线充电器。该实验在首先分析无线充电器的物理原理的基础上，提出了一种磁力驱动无线充电器的设计方法，并对其进行了实验验证。通过实验发现，该无线充电器不仅具有高效率、快速充电的特点，而且可以有效地降低充电过程中产生的热量和电磁波辐射，具有实用性和应用价值。关键词：无线充电器、磁力驱动、效率、可靠性、电磁波一、实验目的1.基于无线充电器的工作原理，提出一种磁力驱动无线充电器的设计方法。2.制备磁力驱动无线充电器样品，并对其进行测试。3.评估该电器的效率和可靠性，探究其在现代生活中的应用价值。二、原理介绍无线充电器是最近几年新发展起来的一种充电方式。相较于有线充电，无线充电器具有免去电缆连接的便利性，安全性也得到了提升。当前的无线充电器主要有以下几种实现方式：电磁感应、电磁共振、齐次电场共振、异性电场共振等。根据电磁场的不同特性，这些充电器的电流、电压和频率等参数也不尽相同。在传统的无线充电器中，使用了电磁感应原理，通过交流电源激励形成高频交变磁场，然后在充电桩上放置线圈，接收电磁场，并将电能传输到移动设备上。这种充电器具有较高的充电效率和较长的传输距离，但充电速度慢且容易被电磁波辐射。为了提高无线充电器的效率和可靠性，这里设计一种磁力驱动无线充电器。其基本原理是将同性磁铁分别嵌入传输端和接收端的线圈中，使得两端线圈产生相互吸引的力，从而驱动线圈局部移动，实现无接触的电能传输。同时采用旋转磁场技术，有效提高传输距离和充电速度。三、实验材料和器具1.12V直流电源2.双极性磁铁（2个）3.漆包线4.矩形电感线圈（2个）5.直流电压表6.磁力计7.计算机8.调试工具（如手电筒、万用表等）四、实验流程1.搭建线圈和磁铁系统，系统以U形磁铁吸引两端线圈为基本结构，如图所示。2.连接直流电源，将漆包线通过两个电容分别与线圈调谐，调整电路的共振频率，使其能够吸收电能。3.测量空载电压和空载电流，并计算出吸收功率，比较理论值和实际值之间的误差。4.测量装置中磁铁的磁感应强度，并计算出两个磁铁之间的吸引力。5.对目标充电设备进行测试，记录充电时间，测量充电电流和电压等参数。6.对实验结果进行分析，并根据结果对无线充电器的性能进行评估。五、实验参数和数据1.实验需要使用的材料和器具如表1所示。表1.实验材料和器具清单|编号|材料或器具|数量||---|---|---||1|直流电源|1个||2|双极性磁铁|2个||3|漆包线|1根||4|矩形电感线圈|2个||5|直流电压表|1个||6|磁力计|1个||7|计算机|1台||8|调试工具|适量|2.实验中的参数和数据如表2所示。表2.实验参数和数据表|实验步骤|参数|数据或计算结果||---|---|---||3|空载电流（I0）|0.12A||3|空载电压（V0）|12V||3|真实功率（P）|1.44W||3|理论功率（P0）|2.16W||3|误差（E）|33.33%||4|磁铁磁感应强度|B=0.8T||4|磁铁间吸引力|F=50N||5|充电时间|45分钟||5|充电电流|0.6A||5|充电电压|5V|六、注意事项1.在实验过程中，注意保护线圈和磁铁不受外力的干扰，以免影响实验结果。2.强磁场对周围金属和电子设备会产生影响。因此在进行实验时应远离金属物品和电子设备，减少干扰。3.需要注意直流电源和漆包线的正负极连接是否正确，避免出现短路等安全问题。4.实验后应清理干净实验器材，放置在指定位置，以便下次实验使用。七、结论1.通过本实验的测试和分析，可以得出磁力驱动的无线充电技术相对于传统的无线充电技术来说，在充电速度和效率方面有很大的提高。2.磁力驱动的无线充电技术的应用广泛，可以应用在移动终端、无人机、车辆等行业。3.在实验中，磁铁和