發電電動兩用機

發電電動兩用機 (Electric motor-generator)
中港高中物理科王尊信老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

所謂發電電動兩用機就是指以直流發電機與直流電動機合體的雙重用途機器，在我們需要電能時，它可以當成發電機；當我們需要力學能時，它可以當成電動機（通常以電扇的形式出現）。它的原始構想是來自於電動機與發電機的主要構造都是電樞、電刷、場磁鐵以及整流子或集電環，因此只要外加開關，分別連接電源或出電路（我們以發光二極體代表）變成作成電動發電兩用機。

圖一、電動發電兩用機設計原理示意圖。藍色與紅色為場磁鐵，中間為電樞，連接到黑色區塊為整流子或集電環，接著為電刷，再連接到外線路。

電動發電兩用機的好處是：在夏天可以把它當作電風扇使用；到了冬天，我們不再需要電風扇，可以利用冬天的季風來發電，提供室內照明之用。甚至在颱風夜停電時，因為電扇不能發揮功能，如果利用颱風的強風，電動發電兩用機可以用來當成緊急照明設備。

然而，電動發電兩用機的缺點是改造太麻煩，因為大部分家用電風扇為交流馬達，使得直接改裝成電動發電兩用機不容易，因此改裝時以直流發電機改裝成電動發電兩用機比較可行。而且風力發電的發電量也太小，雖有綠色能源的優點，但不足以應付家庭用電沉重的負擔，實用價值還有待後續的研究改進增加其效率。

電動發電兩用機是一個科展研究出來的產品（高屏區高中科展應用科學組佳作），雖然改裝上會有些麻煩，然而，一旦改裝成功，使用上的確有節約能源的效果，也兼具緊急照明的功能，也許廠商在製造下一代多功能電扇時，可以考慮作成類似的商品。但因為所使用材料並不是市面上常見的產品，因此仍不符合商業化的需求。雖然如此，利用電動機與發電機結構的重疊性，做成的兩用機，可以造成教育產品，會是一個好的教具。

參考資料
1. http://en.wikipedia.org/wiki/Electric_motor
2. http://en.wikipedia.org/wiki/Electric_generator