Картофельная батарея: понимание химической и электрической энергии: 13 шагов (с иллюстрациями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Знаете ли вы, что в лампочку можно заправить всего пару картофелин? Химическая энергия между двумя металлами преобразуется в электрическую, и с помощью картофеля создается цепь! Это создает небольшой электрический заряд, который можно использовать для включения света.

Это руководство является отличным примером того, как энергия поступает во многих формах и как продукты используют эту энергию для выполнения своей работы. Картофельная батарея преобразует энергию из химической в электрическую, чтобы лампочка могла работать (контрольные точки C и D).

Следуйте инструкциям Фэйт Дэвис, Шайенн Бальцер и Спенсера Уайта, чтобы сделать батарею из картофеля, и, надеюсь, узнайте что-нибудь об использовании энергии и технологиях, которые ее используют!

Шаг 1. Соберите материалы

• 2 картофелины (можно сделать больше, если вы хотите больше энергии)
• 2 пенни
• 2 оцинкованных гвоздя / шурупа (большинство винтов уже оцинкованы)
• 3 куска медной проволоки
• небольшая светодиодная лампочка или вольтметр

Шаг 2: зачистите медную проводку, чтобы она соответствовала Пенни

Убедитесь, что вы зачищаете достаточно провода, чтобы надежно обернуть его вокруг пенни.

Шаг 3: прорежьте каждую картофелину

Каждая прорезь должна умещаться в копейку, но не обязательно, чтобы ее можно было отрегулировать позже!

Шаг 4: оберните пенни проволокой и положите в картофель

Пенни, обернутое проволокой, должно плотно входить в прорезь, которую вы сделали ранее. Это может потребовать некоторой настройки и немного усилий, чтобы получить правильную цену.

Шаг 5: отрежьте другой конец медной проволоки

На той стороне, к которой не прикреплен пенни, обрежьте проволоку до нужной длины между другой картофелиной плюс дюйм или два.

Шаг 6: вставьте оцинкованный винт в картофель

Вы должны оставить достаточно винта, чтобы другой конец медной проволоки можно было обернуть вокруг него, но при этом винт должен плотно прилегать к картофелю. Убедитесь, что винт не проходит через картофель! Этот шаг потребует некоторой силы, и будет проще, если вы закрутите его, вместо того, чтобы пытаться втиснуть туда винт.

Шаг 7. Оберните другой конец медной проволоки вокруг винта

Соедините две картофелины вместе проводом, идущим от пенни к винту.

Шаг 8: повторите шаги 2–4

Сделайте новую прорезь для пенни во второй картофелине, у которой уже есть винт, и вставьте новую обернутую проволоку пенни в эту картофелину.

Совет: мы разрезаем все наши провода, чтобы они были примерно одинаковой длины, чтобы потом было проще.

Шаг 9: повторите шаги 6-7

Вставьте винт в картофелину, на которой есть только пенни, и прикрепите к винту новую проволоку.

Шаг 10: проверьте подключения

В конце концов, вот как должны выглядеть соединения. Внимательно посмотрите на боковые стороны картофеля. Каждая картофелина в батарее должна иметь одну цинковую сторону (винт) и одну медную сторону (пенни) с присоединенными проводами.

Оставьте два провода, один идет к копейке, а другой - к винту. Эти провода будут подключаться к лампочке или вольтметру.

Совет: если вы хотите добавить больше картофеля для большей мощности, обязательно следуйте этой схеме! У каждой картошки должен быть один винт и одна копейка!

Шаг 11: Проверьте свою батарею

приложите оголенный провод к нижней части лампочки или к контактам вольтметра, чтобы увидеть вашу батарею в действии!

Совет: мы обнаружили, что всего две картофелины не производят достаточно энергии для лампочки. В конце концов, после того, как мы это обнаружили, мы добавили еще картошки.

Шаг 12: размышляйте и учитесь

Как это работает:

Картофельная батарея - это тип батареи, который известен как электрохимический элемент. Химические вещества цинк и медь (в винте и пенни / проволоке) вступают в реакцию друг с другом, в результате чего образуется химическая энергия. Эта химическая энергия преобразуется в электрическую за счет спонтанного переноса электронов.

Картофель действует как буфер и электролит для двух металлов. Это означает, что он разделяет цинк и медь, заставляя электроны, пытающиеся перейти от одного металла к другому, проходить через картофель и образовывать цепь. Электроны могут проходить через картофель, потому что он действует как электролит. Два металла все равно вступили бы в реакцию, если бы они просто соприкоснулись друг с другом без картофеля, но без барьера и электролита энергия, выделяющаяся в результате реакции, не образовала бы цепь, которая обеспечивает питание лампочки.

Когда два провода подключены к лампочке, она замыкает эту цепь, включая свет!

Шаг 13: наш процесс обучения

Проблемы, которые мы решили: поскольку мы обнаружили, что две батареи не могут питать нашу лампочку, мы были разочарованы перспективой показывать энергию картофеля только через вольтметр. Чтобы решить эту проблему, мы решили добавить еще картошки. Когда это не сработало, мы нашли светодиодную лампочку вместо обычной лампы накаливания, которую мы использовали изначально. Наконец, свет включился с помощью четырех картофелин и эффективной светодиодной лампы, поэтому мы добавили возможность прикрепить больше картофеля к инструкциям, и почему в наших материалах говорится, что нужно использовать светодиодную лампу, хотя на нашем изображении есть лампа накаливания.

Другие идеи: мы поэкспериментировали с несколькими идеями, прежде чем решили сделать лампочку, работающую от картофеля, и объяснили, как и почему она работает. Мы думали о создании небольшой ветряной или водяной турбины для производства электроэнергии и говорили конкретно о тесте M или I, но отказались от него в основном потому, что Спенсер имел некоторые предварительные знания о том, как заставить работать картофельную батарею. Кроме того, мы хотели попробовать использовать картофель для зарядки наших телефонов, но обнаружили, что для этого потребуется слишком много картофеля, чем мы могли себе позволить. В конце концов, мы все были довольны объяснением энергии по отношению к тестам C и D на примере картофельной батареи.