Menemui dirinya di sebuah pulau gurun, Robinson moden dapat menikmati penggunaan pemain, telefon pintar atau lampu saku saku, dengan syarat dia dapat mengeluarkan elektrik dari kelapa dan pisang.
Sudah tentu banyak kursus fizik ingat atau pernah mendengar bahawa dari kentang biasa, dan bukan hanya dari mereka, anda boleh mendapatkan sedikit elektrik.
Apa yang diperlukan untuk ini, dan apakah mungkin dengan cara ini untuk menyalakan lampu suluh berkuasa rendah, jam LED yang dikuasakan oleh bateri bulat 1-2 Volt, atau membuat penerima radio berfungsi?
Dan ya dan tidak, mari kita lihat lebih dekat.
Untuk memahami bahawa voltan dari kentang bukanlah fiksyen, tetapi perkara yang sangat nyata, sudah cukup untuk memasang probe tajam dari multimeter ke dalam satu kentang tunggal dan anda akan segera melihat beberapa milivol di skrin.
Sekiranya anda menyukarkan struktur sedikit, misalnya, masukkan elektrod tembaga atau syiling gangsa ke dalam umbi di satu sisi, dan sesuatu aluminium atau tergalvani di sisi lain, maka tahap voltan akan meningkat dengan ketara.
Jus kentang mengandungi garam dan asid terlarut, yang pada dasarnya merupakan elektrolit semula jadi.
Video promosi:
Ngomong-ngomong, lemon, jeruk, epal boleh digunakan dengan kejayaan yang sama. Oleh itu, semua produk ini dapat memberi makan bukan sahaja kepada orang, tetapi juga peralatan elektrik.
Di dalam buah-buahan dan sayur-sayuran seperti itu, kerana pengoksidaan, elektron akan terlepas dari anod yang terendam (sentuhan tergalvani). Dan mereka akan tertarik dengan kenalan lain - tembaga. Namun, jangan keliru, elektrik tidak dihasilkan secara langsung dari kentang di sini. Ia dihasilkan dengan tepat kerana proses kimia antara tiga elemen:
- zink
- tembaga
- asid
Dan ini adalah hubungan zink yang boleh digunakan di sini. Semua elektron mengalir daripadanya. Dalam keadaan tertentu, bahkan tanah yang dapat membekalkan elektrik. Keadaan utama adalah keasidannya.
Bateri tanah
Peningkatan keasidan tanah adalah masalah bagi ahli agronomi, tetapi kegembiraan bagi jurutera elektrik. Kandungan ion hidrogen dan aluminium di bumi membolehkan anda memasukkan dua batang (seperti biasa, zink dan tembaga) ke dalam periuk dan mendapatkan elektrik. Hasil kami adalah 0.2 V. Untuk memperbaiki hasilnya, tanah harus disiram.
Penting untuk difahami bahawa elektrik tidak dihasilkan dari lemon atau kentang. Ini sama sekali bukan tenaga ikatan kimia dalam molekul organik, yang diserap oleh badan kita sebagai akibat penggunaan makanan. Tenaga elektrik dihasilkan oleh tindak balas kimia yang melibatkan zink, tembaga dan asid, dan di dalam bateri kita adalah kuku yang berfungsi sebagai bahan habis pakai.
Memasang bateri dari kentang
Jadi, inilah yang anda perlukan untuk memasang bateri kapasitif yang lebih kurang:
Kentang, beberapa keping, kerana satu akan sangat berguna.
Tembaga, lebih baik wayar teras tunggal, semakin besar keratan rentasnya, semakin baik.
Paku atau skru tergalvani dan tembaga (hanya wayar boleh digunakan).
Kuku akan memainkan peranan utama dalam menghasilkan elektrik untuk lampu suluh, kuku tergalvani adalah sentuhan negatif (anod), kuku berlapis tembaga adalah nilai tambah (katod).
Sekiranya anda menggunakan kuku sederhana dan bukannya menggunakan galvanis, maka anda akan kehilangan ketegangan hingga 40-50%. Tetapi sebagai pilihan, ia tetap akan berjaya.
Perkara yang sama berlaku untuk penggunaan dawai aluminium dan bukannya kuku. Pada masa yang sama, peningkatan jarak antara elektrod dalam satu kentang tidak memainkan peranan khas.
Ambil wayar tembaga (mono core) dengan keratan rentas sepanjang 1.5-2.5mm2, panjang 10-15cm. Tanggalkannya dari penebat dan ikatkan pada anyelir.
Sebaiknya solder, maka kehilangan voltan akan menjadi lebih sedikit.
Satu paku tembaga di satu sisi wayar dan tergalvani di sisi lain.
Seterusnya, letakkan kentang dan masukkan paku secara konsisten ke dalamnya. Dalam kes ini, kuku yang berbeza tersangkut ke dalam setiap umbi, dari pasangan wayar yang berlainan. Maksudnya, anda harus mempunyai satu sentuhan zink dan satu kontak tembaga di setiap kentang.
Umbi yang berlainan saling terhubung, hanya melalui paku yang diperbuat daripada bahan yang berbeza - tembaga + zink - tembaga + zink, dll.
Pengukuran voltan
Katakan anda mempunyai tiga kentang, dan anda menghubungkannya bersama seperti yang dijelaskan di atas. Untuk mengetahui voltan, gunakan multimeter.
Tukar ke mod pengukuran voltan DC dan sambungkan prob pengukur ke konduktor kentang ekstrem, iaitu ke hubungan positif awal (tembaga) dan hubungan negatif akhir (zink).
Malah tiga kentang bersaiz sederhana dapat menghasilkan hampir 1.5 Volt.
Sekiranya, bagaimanapun, kurangkan semua rintangan peralihan ke tahap maksimum, dan untuk ini:
- jangan gunakan paku sebagai elektrod tembaga, tetapi wayar yang sama dengan litarnya
- gunakan pematerian pada kenalan
maka hanya 4 kentang yang mampu menghasilkan sehingga 12 volt!
Sekiranya lampu suluh murah anda dikuasakan oleh tiga bateri AA, maka anda memerlukan sekitar 5 volt untuk berjaya menyala. Iaitu, semasa menggunakan wayar biasa, anda memerlukan kentang sekurang-kurangnya tiga kali lebih banyak.
Untuk ini, omong-omong, tidak perlu mencari umbi tambahan, cukup untuk memotong yang ada menjadi beberapa bahagian dengan pisau. Kemudian lakukan prosedur yang sama dengan wayar dan kancing.
Masukkan satu stud galvanis dan satu kuprum tembaga ke dalam setiap umbi potong. Akibatnya, sangat mungkin untuk mendapatkan voltan tetap lebih daripada 5.5V.
Adakah mungkin, secara teorinya, untuk mendapatkan 5 volt dari satu kentang dan pada masa yang sama memastikan bahawa keseluruhan pemasangan tidak lebih besar daripada saiz bateri jari? Ia mungkin dan sangat mudah.
Potong kepingan kecil inti dari kentang, dan letakkan di antara elektrod rata, contohnya, syiling logam yang berbeza (gangsa, zink, aluminium).
Pada akhirnya, anda harus berakhir dengan sesuatu seperti sandwic. Malah satu bahagian pemasangan sedemikian mampu memberikan daya sehingga 0.5V!
Dan jika anda mengumpulkan beberapa daripadanya, maka nilai yang diperlukan hingga 5V akan diperoleh dengan mudah pada output.
Kekuatan semasa
Nampaknya segalanya, tujuannya telah tercapai, dan hanya tinggal mencari jalan untuk menyambungkan pendawaian ke kenalan kuasa lampu suluh atau LED.
Namun, setelah melakukan prosedur ini dan mengumpulkan beberapa kad yang tidak lemah, anda akan sangat kecewa dengan hasil akhir.
LED kuasa rendah tentu saja akan menyala, bagaimanapun, anda masih menerima voltan. Walau bagaimanapun, tahap kecerahan cahaya mereka akan malap. Kenapa ini terjadi?
Kerana, sayangnya, sel galvanik seperti itu memberikan arus yang boleh diabaikan. Ini akan sangat kecil sehingga tidak semua multimeter dapat mengukurnya.
Seseorang akan berfikir, kerana arus tidak mencukupi, anda perlu menambahkan lebih banyak kentang dan semuanya akan berjaya.
Sudah tentu, kenaikan ubi yang ketara akan meningkatkan voltan kerja.
Apabila puluhan dan beratus-ratus kentang dihubungkan secara bersiri, voltan akan meningkat, tetapi yang paling penting tidak akan - kapasiti yang mencukupi untuk meningkatkan kekuatan semasa.
Dan semua reka bentuk ini tidak akan sesuai.
Cara praktikal dengan kentang rebus
Tetapi masih, adakah cara mudah untuk meningkatkan kuasa bateri seperti itu dan mengurangkan ukurannya? Ya, memang ada.
Contohnya, jika untuk tujuan ini anda tidak menggunakan kentang mentah, tetapi rebus, maka kuasa sumber elektrik tersebut akan meningkat beberapa kali ganda!
Gunakan bateri C (R14) atau D (R20) lama untuk reka bentuk ringkas yang mudah.
Keluarkan semua kandungan di dalamnya (tentu saja, kecuali batang grafit).
Daripada mengisi, isi seluruh ruang dengan kentang rebus.
Kemudian pasangkan bateri mengikut urutan terbalik.
Bahagian zink dari bekas bateri lama memainkan peranan penting di sini.
Luas keseluruhan dinding dalam jauh lebih besar daripada hanya anyelir yang tersekat ke kentang mentah.
Oleh itu daya dan kecekapan yang tinggi.
Salah satu bekalan kuasa seperti itu akan menghasilkan hampir 1.5 volt dengan mudah, seperti bateri AA kecil.
Tetapi perkara yang paling penting bagi kita bukanlah volt, tetapi miliamp. Jadi, peningkatan "rebus" seperti ini mampu memberikan arus sehingga 80mA.
Bateri ini dapat memberi kuasa kepada penerima atau jam LED elektronik.
Lebih-lebih lagi, keseluruhan pemasangan tidak akan berfungsi selama beberapa saat, tetapi selama beberapa minit (hingga sepuluh). Lebih banyak bateri dan kentang, lebih banyak hayat bateri.
Bateri lemon
Bateri asetik. Dulang ais batu dapat membantu anda merancang bateri pelbagai sel dengan cuka sebagai elektrolit. Gunakan skru tergalvani dan wayar tembaga sebagai elektrod. Setelah mengisi bateri dengan cuka dan menyambungkan lampu LED padanya, cuba secara beransur-ansur mengisi dan mengaduk garam meja di dalam sel: kecerahan cahaya akan bertambah di depan mata kita.
Buah-buahan berair, kentang muda dan makanan lain boleh berfungsi sebagai makanan bukan sahaja untuk orang, tetapi juga untuk peralatan elektrik. Untuk mendapatkan elektrik daripadanya, anda memerlukan paku atau skru tergalvani (iaitu hampir semua paku atau skru) dan sekeping wayar tembaga. Untuk merakam kehadiran elektrik, multimeter isi rumah akan sangat berguna, dan lampu LED atau bahkan kipas yang dikuasakan oleh bateri akan membantu menunjukkan kejayaan dengan lebih jelas.
Hancurkan lemon di tangan anda untuk memecah bahagian dalaman, tetapi jangan merosakkan kulit. Masukkan kuku (skru) dan wayar tembaga supaya elektrod berada di antara satu sama lain yang mungkin, tetapi tidak menyentuh. Semakin dekat elektrod, semakin kecil kemungkinannya dipisahkan oleh partisi di dalam buah. Sebaliknya, semakin baik pertukaran ion antara elektrod di dalam bateri, semakin besar kuasanya.
Inti dari eksperimen ini adalah meletakkan elektrod tembaga dan zink di persekitaran yang berasid, sama ada lemon atau mandi cuka. Kuku akan berfungsi sebagai elektrod negatif, atau anod. Kawat tembaga ditetapkan sebagai elektrod positif, atau katod.
Dalam persekitaran berasid, tindak balas pengoksidaan berlaku di permukaan anoda, di mana elektron bebas dilepaskan. Setiap atom zink meninggalkan dua elektron. Tembaga adalah agen pengoksidaan yang kuat dan dapat menarik elektron yang dilepaskan oleh zink. Sekiranya anda menutup litar elektrik (sambungkan bola lampu atau multimeter ke bateri improvisasi), elektron akan mengalir dari anoda ke katod melaluinya, iaitu elektrik akan muncul di litar.
