Villany és fény citromból: 3 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

Alig több mint 200 évvel ezelőtt az olasz fizikus, Alessandro Volta feltalálta az első igazi akkumulátort. Ebben az osztálytermi tudományos kísérletben újra létrehozhatunk egy nagyon hasonló akkumulátort, amelyet Volta talált ki, csak egy citrom és két fémdarab felhasználásával. Elég erős ahhoz, hogy világítson egy LED -et, valóban citromból készítünk fényt!

Mellesleg… A Volta akkumulátora rézből, cinkből és sós vízben áztatott kendőből készült. Kísérletünkben rezet, magnéziumot és citromot fogunk használni, de az elmélet ugyanaz, kémiai reakciót alkalmazunk az áram előállításához.

A projekt 10-15 év közötti diákok számára készült (amerikai 5-9. Évfolyam). Az idősebb diákoknak képesnek kell lenniük a projekt önkéntes befejezésére, és ki kell deríteni, hogy miért nem működik az áramkör (például nem jó a kapcsolat a citromok között stb.).

A projekt tökéletes fizika vagy általános természettudományi órákra, de kiterjeszthető egy informatikai órára is. Ez arra készteti tanulóit, hogy gondolják át, honnan szerezik mobiltelefonjuk energiáját. Az osztály azt mutatja, hogy az akkumulátor kémiai reakciót alkalmaz elektromos áram létrehozásához.

Kellékek

• Fél citrom 3 részre vágva (azaz 3 x 1/6 citrom)
• Némi rézhuzal (összesen kb. 20 cm) - ez az a vezeték, amelyet az otthoni elektromos aljzatokban használnak. Ha ismer villanyszerelőt, biztos van benne sok lekapcsolás, amelyet használhat. Ellenkező esetben minden hardverboltban kapható.
• Néhány magnéziumszalag (összesen kb. 10 cm) - ez körülbelül 3 dollárért érhető el az interneten 1 méterenként. Ha nem tudja beszerezni, akkor a "horganyzott" körmök is működni fognak (de nem olyan jók), cinkkel borított körmök, a hardverüzletekben lesznek.
• LED (normál 3 V -os LED), kerülje a kéket, mivel néha több energiára volt szükségük a megvilágításhoz.

Lépés: Készítse elő az anyagokat és készítse el a sejteket

Vegye ki a 1/2 citromot, és vágja 3 részre a képen látható módon

Ezután vágjon le 2 darab kb.

Végül 3 darab körülbelül 1 hosszú magnéziumszalag (egyszerű ollóval vágni)

Három kis elemet (vagy "cellát") fogunk létrehozni. Minden akkumulátor egy citrom szegmensből, egy réz és egy magnézium kivezetésből áll.

Miért van szükségünk 3 elemre? Nos, mindegyik akkumulátor körülbelül 1 volt áramot termel, de egy LED -nek körülbelül 3 voltos áramra van szüksége a működéshez. Tehát ha egymás után 3 elemet vezetünk be, akkor 3 voltunk lesz, tökéletesnek kell lennie a LED világítására.

2. lépés: Csatlakoztassa a 3 elemet egy sorba

Tehát megvan a 3 elem, most sorban kell csatlakoztatnunk őket.

Ebben a szakaszban az a fontos, hogy az egyik akkumulátor rézcsatlakozója csatlakozzon a következő akkumulátor magnéziumcsatlakozójához. Ennek legegyszerűbb módja a rézhuzal hajlítása úgy, hogy a magnéziumhoz préselődjön, hogy szoros összeköttetést hozzon létre.

Ha véletlenül csatlakoztatja a rézt a rézhez, vagy a magnéziumot a magnéziumhoz az egyes elemeknél, az elemek alapvetően ki fogják zárni egymást, olyan, mintha rosszul tennék be az egyik elemet a TV távirányítójába, a távirányító nem fog működni.

Tehát most megvan a 3 elem egymás után.

3. lépés: Csatlakoztassa a LED -et és legyen fény

Végül csatlakoztathatjuk a LED -et a bal oldali akkumulátor bal és a jobb oldali akkumulátor jobb oldali csatlakozójához, hogy létrejöjjön az elektromos áramkör.

De tartsd ki - a LED nagyon konkrétan meghatározza a csatlakoztatását. Látni fogja, hogy a LED egyik lába hosszabb, mint a másik, ezt "Anódnak" hívják, ezt az akkumulátor pozitív (+) oldalához kell csatlakoztatni. A rövidebb lábat "katódnak" hívják, ennek az akkumulátor negatív (-) oldalához kell csatlakoznia.

De melyik a pozitív és melyik a negatív pólus a citrom akkumulátorban?

….. a réz pozitív (+), ezért csatlakoztassa a LED hosszú lábát a rézhuzalhoz, és a LED rövid lábát a magnézium csatlakozóhoz.

És hé, a LED -nek világítania kell. Ha összeszorítja a citromszeleteket, akkor a LED világosabban fog világítani, mivel több gyümölcslé szabadul fel, ami jobban összeköti a csatlakozókat.

Tehát mi a tudomány e varázslat mögött?

Nos, kémiai reakció megy végbe a két különböző fémcsatlakozó (az úgynevezett "elektródák") között, a citromlé segít a reakcióban (az úgynevezett "elektrolit"). Amikor a kémiai reakció lejátszódik, néhány extra "elektron" keletkezik, amelyek az áramkör mentén áramlanak a LED -be. A LED ezután ezeket az elektronokat fényké alakítja.

Nézze meg, mi történik a terminálokkal, ha néhány órára hagyja csatlakoztatva a LED -et - attól tartok, nem talált fel olyan akkumulátort, amely örökké tart!

Próbálkozhat akár 2 cellával is, a LED -nek világítania kell, de halványabb lesz. Egyetlen cellával biztos, hogy a feszültség túl alacsony lesz a LED világításához, de próbálkozzon.

Az akkumulátorok egyre kritikusabbak a tápegységeinkkel működő mobil eszközeink és elektromos autóink tápellátásában, ez az osztály azt mutatja, hogy az akkumulátor technológia sokat fejlődött az elmúlt 200 évben, de még mindig van mit javítani … talán hamarosan a mobiltelefonja évente egyszer kell tölteni!

Ha nem találja a magnéziumszalagot:

Végül, ha nem rendelkezik magnéziummal, akkor a cinket is kipróbálhatja, mint Alessandro Volta a magnézium helyett (néhány horganyzott (horganyzott) köröm is használható), de előfordulhat, hogy több mint 3 cellát kell használnia mivel a cink cellánként csak körülbelül 0,9 voltot termel, szemben a magnézium 1 voltával.