Περιεχόμενο
- Ηλεκτρολύτες και Μπαταρίες
- Ο δικός σου βολταϊκός σωρός
- Δημιουργία της μπαταρίας
- Χρησιμοποιώντας τη μπαταρία
- Περαιτέρω πειράματα
Το αλάτι μπορεί να χρησιμεύσει ως ηλεκτρολύτης σε μια μπαταρία που παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Μια μπαταρία έχει τρία μέρη: ένας ηλεκτρολύτης και δύο ηλεκτρόδια, τα οποία είναι κατασκευασμένα από διαφορετικά υλικά, συχνά μέταλλα. Ορισμένες από τις πρώτες μπαταρίες, που κατασκευάστηκαν από τον Alessandro Volta γύρω στο 1880, χρησιμοποιούσαν αλμυρό νερό, ασήμι και ψευδάργυρο για να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια. Αυτός ο τύπος μπαταρίας είναι εύκολος στην κατασκευή και στον πειραματισμό.
Ηλεκτρολύτες και Μπαταρίες
Σε νερό, επιτραπέζιο αλάτι ή χλωριούχο νάτριο (NaCl), διαλύεται σε θετικά φορτισμένα ιόντα νατρίου (Na +) και αρνητικά φορτισμένα ιόντα χλωρίου (Cl-). Οι χημικοί καλούν μια λύση από ιόντα όπως είναι ένας ηλεκτρολύτης. Σε μια μπαταρία, ένα ηλεκτρόδιο, που ονομάζεται κάθοδος, ρίχνει ηλεκτρόνια στη λύση, αφήνοντάς το με θετική φόρτιση. Την ίδια στιγμή, το άλλο ηλεκτρόδιο, η άνοδος, συλλέγει ηλεκτρόνια, δίδοντάς του ένα αρνητικό φορτίο. Τα ιόντα στον ηλεκτρολύτη συμβάλλουν στη διευκόλυνση αυτής της διαδικασίας. Η ανισορροπία φορτίου μεταξύ των δύο ηλεκτροδίων δημιουργεί μια ηλεκτρική διαφορά δυναμικού ή τάση. Εάν συνδέσετε τους ακροδέκτες σε ένα κύκλωμα, τα ηλεκτρόνια που σχηματίζονται στην άνοδο θα ρέουν μέσω του κυκλώματος πίσω στην κάθοδο, δημιουργώντας ένα ηλεκτρικό ρεύμα.
Ο δικός σου βολταϊκός σωρός
Ο Βόλτα έφτιαξε τη μπαταρία του "Voltaic Pile" με μονάδες που αποτελούνται από χυμένο με θαλασσινό νερό χαρτί, τοποθετημένο μεταξύ ενός ασημένιου δίσκου και ενός δίσκου ψευδαργύρου. Τοποθέτησε τη βασική μονάδα για να δημιουργήσει μια μπαταρία με σημαντική τάση. Ο όρος για τέτοιες βασικές μονάδες είναι τα κύτταρα. Μπορείτε να κάνετε μια παρόμοια μπαταρία αρκετά εύκολα με οικιακά αντικείμενα. Θα χρειαστείτε πέντε πένες που έγιναν μετά το 1982, χαρτόνι ή χαρτόνι, αλάτι, νερό, ηλεκτρική ταινία, γυαλόχαρτο 120 γραμμών και δύο σύρματα με απογυμνωμένα άκρα. Οι πέννες που κατασκευάστηκαν το 1983 και μετά είναι δίσκοι ψευδαργύρου με επικάλυψη χαλκού. Χάρη σε αυτό το γεγονός, δεν χρειαζόμαστε δύο διαφορετικούς τύπους μεταλλικών δίσκων όπως το έκανε ο Volta.
Δημιουργία της μπαταρίας
Κόψτε μία πλευρά από τέσσερις από τις πένες μέχρι την επίπεδη επιφάνεια ψευδαργύρου. Διαλύστε μια κουταλιά αλάτι σε ένα φλιτζάνι νερό (βοηθάει στη θέρμανση). Από το χαρτόνι, κόψτε τέσσερις δίσκους περίπου στο μέγεθος των πένων και απολαύστε τους στο θαλασσινό νερό. Τοποθετήστε μια χαλκομανική πλευρά στο τραπέζι και τοποθετήστε ένα μπωμένο δίσκο επάνω του. Συνεχίστε να στοιβάζετε με εναλλασσόμενες πένες και ενυδατωμένους δίσκους, με την άθικτη δεκάρα πάνω από τον τελευταίο εμποτισμένο δίσκο. Κρατώντας ένα σύρμα στο πρώτο νόμισμα και ένα στο τελευταίο νόμισμα, τυλίξτε την ηλεκτρική ταινία γύρω από το συγκρότημα για να το κρατήσετε μαζί. Η στεγανοποίηση ολόκληρης της μονάδας με ταινία θα εμποδίσει την εξάτμιση, καθιστώντας τη μπαταρία διαρκέσει περισσότερο.
Χρησιμοποιώντας τη μπαταρία
Κάθε κύτταρο, που αποτελείται από την πλευρά του ψευδαργύρου μιας πέννας, έναν εμποτισμένο δίσκο και την πλευρά του χαλκού μιας άλλης δεκάρας, παράγει περίπου ένα βολτ. Με τέσσερα κελιά, η μπαταρία σας θα παράγει περίπου τέσσερα βολτ. Μπορείτε να το δοκιμάσετε με ένα πολύμετρο. Επίσης, τέσσερα βολτ είναι αρκετό για να κάνει μια λάμψη LED λαμπρό. Συνδέστε το σύντομο καλώδιο από τη λυχνία LED στο άκρο της μπαταρίας που έχει την άθικτη δεκάρα. Αυτή είναι η άνοδος - ο αρνητικός πόλος της μπαταρίας.
Περαιτέρω πειράματα
Σχεδόν οποιοσδήποτε συνδυασμός δύο διαφορετικών μετάλλων για τα ηλεκτρόδια θα κάνει μια μπαταρία. Διαφορετικοί συνδυασμοί αποφέρουν διαφορετικές τάσεις. Μπορείτε να φτιάξετε μια μπαταρία παρόμοια με αυτή της Volta, τοποθετώντας στο μπροστινό μέρος κυψέλες κατασκευασμένες από κάρβουνο εμποτισμένο με θαλασσινό νερό, ανάμεσα σε δύο διαφορετικά μέταλλα. Οι ιδέες περιλαμβάνουν τις πένες και τα νικέλια, τις πένες και το αλουμίνιο (φύλλα ή κομμάτια από ποπ), τις πένες και τις ροδέλες με ψευδάργυρο και τις μη επικαλυμμένες ροδέλες από χάλυβα και το αλουμίνιο.