Elektrisiteit en lig uit 'n suurlemoen: 3 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Net meer as 200 jaar gelede het die Italiaanse fisikus Alessandro Volta die eerste ware battery uitgevind. In hierdie klaskamer-wetenskaplike eksperiment kan ons 'n baie soortgelyke battery wat Volta uitgevind het, herskep met niks meer as 'n suurlemoen en twee stukke metaal nie. Dit is kragtig genoeg om 'n LED aan te steek, en ons skep regtig lig uit 'n suurlemoen!

Terloops … Volta se battery gebruik koper, sink en 'n lap wat in soutwater geweek is. In ons eksperiment gebruik ons koper, magnesium en 'n suurlemoen, maar die teorie is dieselfde; ons gebruik 'n chemiese reaksie om elektrisiteit te maak.

Die projek is bedoel vir studente tussen die ouderdomme van 10-15 (Amerikaanse graad 5-9). Ouer studente moet die projek sonder hulp kan voltooi en kan uitvind waarom die kring nie werk nie (byvoorbeeld, die verbinding tussen die suurlemoene, ens.) Is nie goed nie.

Die projek is ideaal vir fisika- of algemene wetenskapklasse, maar kan ook uitgebrei word tot 'n IT -klas. Dit sal u studente laat nadink oor waar hul selfone hul krag vandaan kry. Die klas toon dat 'n battery 'n chemiese reaksie gebruik om elektriese stroom te skep.

Voorrade

• 'N Halwe suurlemoen in 3 dele gesny (dit wil sê 3 x 1/6 van 'n suurlemoen)
• 'N Paar koperdraad (ongeveer 20 cm in totaal) - dit is die draad wat in u huis se elektrisiteitsaansluitings gebruik word. As u 'n elektrisiën ken, het hulle beslis baie afsnitte wat u kan gebruik. Anders is dit in elke hardewarewinkel beskikbaar.
• 'N Paar magnesiumlint (in totaal ongeveer 10 cm) - dit is aanlyn beskikbaar vir ongeveer $ 3 vir 'n erf (1 m). As u dit nie kan kry nie, werk "gegalvaniseerde" spykers ook (maar nie so goed nie). spykers bedek met sink, hardewarewinkels sal dit hê. Hulle lyk grys en dof om na te kyk (dws nie blink nie).
• Vermy Blue, 'n LED (normale 3v LED), aangesien dit soms meer krag nodig het om dit aan te steek.

Stap 1: Berei die materiaal voor en maak die selle

Neem die 1/2 suurlemoen en sny in 3 segmente soos op die foto getoon

Sny dan 2 stukke koperdraad ongeveer 1 "lank. Maak seker dat daar geen rubberskerm om die kabel is nie; dit moet" koper "gekleur wees:-)

Uiteindelik 3 stukke magnesiumlint ongeveer 1 lank (eenvoudig om met 'n skêr te sny)

Ons gaan 3 klein batterye (of "selle") skep. Elke battery bestaan uit 'n suurlemoen segment, 'n koper terminale en 'n magnesium terminale.

Waarom het ons 3 batterye nodig, vra u? Elke battery lewer ongeveer 1 volt elektrisiteit, maar 'n LED benodig ongeveer 3 volt elektrisiteit om te werk. As ons dus 3 batterye agtereenvolgens aansluit, het ons 3 volt, dit moet perfek wees om die LED aan te steek.

Stap 2: Verbind die 3 batterye in 'n ry

Ons het dus die 3 batterye, en nou moet ons dit in 'n ry koppel.

Wat in hierdie stadium belangrik is, is dat die koperterminal van een battery aansluit by die magnesiumterminaal van die volgende battery. Die maklikste manier om dit te doen is om die koperdraad te buig sodat dit op die magnesium druk om 'n noue verbinding te maak.

As u die koper per ongeluk met koper of magnesium in magnesium van elke battery koppel, sal die batterye mekaar basies uitskakel, soos om een van die batterye verkeerd in u TV -afstandsbediening te plaas; die afstandsbediening werk nie.

So nou het ons die 3 batterye in 'n ry.

Stap 3: Koppel die LED en laat daar lig wees

Uiteindelik kan ons die LED aan die linkerkantse aansluiting van die linkerbattery en die heel regterklem van die regte battery koppel sodat die elektriese stroombaan gemaak word.

Maar hou vas - die LED is baie spesifiek oor hoe dit gekoppel is. U sal sien dat een van die bene op die LED langer is as die ander, dit word die 'anode' genoem, dit moet aan die positiewe (+) kant van die battery gekoppel word. Die korter been word die "katode" genoem, dit moet aan die negatiewe (-) kant van die battery gekoppel word.

Maar wat is die positiewe en wat is die negatiewe terminaal op die suurlemoenbattery?

… die koper is positief (+), dus verbind die lang been van die LED met die koperdraad en verbind die kort been van die LED met die magnesiumterminaal.

En hey, die LED moet brand. As u die suurlemoensegmente druk, kan u die LED helderder sien gloei, aangesien meer sap vrygestel word, wat 'n beter verbinding met die terminale maak.

So, wat is die wetenskap agter hierdie magie?

'N Chemiese reaksie vind plaas tussen die twee verskillende metaalterminale (die' elektrode 'genoem), die suurlemoensap help met die reaksie (dit word die' elektroliet 'genoem). As die chemiese reaksie plaasvind, word 'n paar ekstra "elektrone" geskep wat langs die stroombaan na die LED vloei. Die LED skakel hierdie elektrone dan om in lig.

Kyk wat met die terminale gebeur as u die LED vir 'n paar uur aanhou laat - ek is bang dat u nie 'n battery uitgevind het wat vir ewig sal hou nie!

U kan ook probeer met slegs 2 selle; die LED moet brand, maar dit is dowwer. Met net een sel is die spanning te laag om die LED aan te steek, maar probeer.

Batterye word meer en meer krities om ons elektriese motors en elektriese motors aan te dryf, hierdie klas toon dat die batterytegnologie die afgelope 200 jaar ver gevorder het, maar daar is nog baie ruimte om te verbeter … moet een keer per jaar opgelaai word!

As u nie magnesiumlint kan vind nie:

Ten slotte, as u nie magnesium het nie, kan u ook die eksperiment met sink probeer, net soos Alessandro Volta in plaas van magnesium (sommige sinkplaat (genoem "gegalvaniseerde") spykers kan gebruik word), maar u moet moontlik meer as 3 selle gebruik aangesien die sink slegs ongeveer 0,9 volt per sel produseer in vergelyking met meer as 1 volt met die magnesium.