Bulvių baterija: chemijos ir elektros energijos supratimas: 13 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Ar žinojote, kad lemputę galite įjungti tik iš vienos ar dviejų bulvių? Cheminė energija tarp dviejų metalų paverčiama elektros energija ir bulvių pagalba sukuria grandinę! Tai sukuria nedidelį elektros krūvį, kuriuo galima įjungti šviesą.

Ši pamoka yra puikus pavyzdys, kaip energija yra įvairių formų ir kaip produktai tą energiją naudoja darbui atlikti. Bulvių baterija paverčia energiją iš cheminės į elektros energiją, kad lemputė veiktų (C ir D etalonai).

Sekite Faith Davis, Cheyenne Balzer ir Spencer White per šią pamoką, kad iš bulvių padarytumėte bateriją ir, tikiuosi, sužinotumėte ką nors apie energijos naudojimą ir ją naudojančias technologijas!

1 žingsnis: Surinkite medžiagas

• 2 bulvės (galima padaryti ir daugiau, jei norite daugiau galios)
• 2 centai
• 2 cinkuotos vinys/varžtai (dauguma varžtų jau yra padengti cinku)
• 3 vienetai varinės vielos
• maža LED lemputė arba voltmetras

2 žingsnis: nuimkite vario laidus, kad tilptų „Penny“

Turite įsitikinti, kad išvalote pakankamai vielos, kad galėtumėte saugiai apsisukti.

3 žingsnis: į kiekvieną bulvę supjaustykite plyšį

Kiekvienas plyšys turėtų tilpti centą, tačiau jis neturi būti tikslus, nes vėliau jį visada galima koreguoti!

4 žingsnis: apvyniokite „Penny“viela ir sudėkite į bulves

Vyniojimo pinigai turėtų tvirtai tilpti į anksčiau padarytą plyšį. Tai gali prireikti šiek tiek koreguoti ir šiek tiek jėgų, kad sutvarkytumėte centą.

5 žingsnis: nupjaukite kitą varinės vielos galą

Toje pusėje, prie kurios centas nėra pritvirtintas, nukirpkite vielą iki norimo ilgio tarp kitos bulvės ir colio ar dviejų.

6 žingsnis: į bulves įkiškite cinkuotą varžtą

Norite palikti pakankamai varžto, kad kitas varinės vielos galas apsisuktų, bet vis tiek varžtas turi būti prigludęs prie bulvės. Įsitikinkite, kad varžtas neužsiskverbia iki bulvės! Šis veiksmas užtruks šiek tiek jėgos ir bus lengviau, jei jį įsuksite, o ne bandysite užstrigti varžtą.

7 žingsnis: apvyniokite kitą varinės vielos galą aplink varžtą

Prijunkite dvi bulves kartu su viela, einančia nuo cento iki varžto.

8 veiksmas: pakartokite 2–4 veiksmus

Iškirpkite naują plyšį už centą į antrąją bulvę, kurioje jau yra varžtas, ir į tą bulvę įdėkite naują viela suvyniotą centą.

Patarimas: visus laidus nukirpome maždaug tokio paties ilgio, kad vėliau būtų lengviau.

9 veiksmas: pakartokite 6–7 veiksmus

Į bulvę įkiškite varžtą, kuris turi tik centą, ir prie varžto pritvirtinkite naują vielą.

10 veiksmas: peržiūrėkite ryšius

Galų gale ryšiai turėtų atrodyti taip. Atidžiai apžiūrėkite bulvių šonus. Kiekviena baterijoje esanti bulvė turi turėti vieną cinko pusę (varžtą) ir vieną vario pusę (centą) su pritvirtintais laidais.

Palikite du laidus, vienas eina į centą, o kitas - varžtą. Šie laidai bus prijungti prie lemputės arba voltmetro.

Patarimas: jei norėjote pridėti daugiau bulvių, kad gautumėte daugiau energijos, būtinai laikykitės šio modelio! Kiekviena bulvė turi turėti vieną varžtą ir vieną centą!

11 veiksmas: patikrinkite savo bateriją

padėkite atvirą laidą ant lemputės dugno arba prie voltmetro kištukų, kad pamatytumėte, kaip veikia jūsų baterija!

Patarimas: tik dviem bulvėms mes nustatėme, kad jos negamina pakankamai elektros lemputės. Galiausiai pridėjome daugiau bulvių, kai tai atradome.

12 žingsnis: apmąstykite ir mokykitės

Kaip tai veikia:

Bulvių baterija yra baterijos rūšis, žinoma kaip elektrocheminis elementas. Cheminės medžiagos cinkas ir varis (varžte ir cente/vieloje) reaguoja tarpusavyje, todėl susidaro cheminė energija. Ši cheminė energija paverčiama elektros energija spontaniškai perduodant elektronus.

Bulvė veikia kaip buferis ir dviejų metalų elektrolitas. Tai reiškia, kad jis atskiria cinką ir varį, priversdamas elektronus, bandančius patekti iš vieno metalo į kitą, keliauti per bulvę ir sudaryti grandinę. Elektronai gali tekėti per bulvę, nes ji veikia kaip elektrolitas. Abu metalai vis tiek reaguotų, jei tik liestų vienas kitą be bulvės, tačiau be barjero ir elektrolito iš reakcijos išsiskirianti energija nesudarytų grandinės, o tai suteikia elektros lemputei energijos.

Kai du laidai yra pritvirtinti prie lemputės, ji užbaigia šią grandinę ir įjungia šviesą!

13 žingsnis: mūsų mokymosi procesas

Problemos, kurias išsprendėme: Kadangi nustatėme, kad dvi baterijos negali maitinti mūsų lemputės, buvome nusivylę galimybe tik parodyti bulvių energiją per voltmetrą. Norėdami tai išspręsti, nusprendėme pridėti daugiau bulvių. Kai tai nepadėjo, radome LED lemputę, o ne įprastą, kaitinamąją, kurią iš pradžių naudojome. Galiausiai šviesa įsijungė keturiomis bulvėmis ir efektyvia LED lempute, todėl prie instrukcijų pridėjome galimybę pridėti daugiau bulvių ir kodėl mūsų medžiagoje rašoma, kad reikia naudoti LED lemputę, nors mūsų paveikslėlyje yra kaitrinė lemputė.

Kitos idėjos: prieš priimdami sprendimą gaminti bulvių lemputę ir paaiškindami, kaip ir kodėl ji veikė, apsvarstėme keletą idėjų. Mes galvojome apie mažos vėjo ar vandens turbinos gamybą elektros energijai gaminti ir konkrečiai kalbėjome apie etaloną M arba I, bet nusprendėme prieš tai, nes Spenceris turėjo tam tikrų išankstinių žinių, kaip priversti bulvių bateriją veikti. Be to, norėjome pabandyti naudoti bulves savo telefonams įkrauti, tačiau nustatėme, kad bulvių prireiks per daug, nei galime sau leisti. Galų gale mes visi džiaugėmės galėdami paaiškinti energiją, palyginti su C ir D etalonu, naudodami bulvių bateriją.