Kartupeļu akumulators: izpratne par ķīmisko un elektrisko enerģiju: 13 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Vai zinājāt, ka spuldzi var darbināt tikai ar vienu vai diviem kartupeļiem? Ķīmiskā enerģija starp abiem metāliem tiek pārvērsta elektroenerģijā un ar kartupeļu palīdzību izveido ķēdi! Tas rada nelielu elektrisko lādiņu, ko var izmantot gaismas ieslēgšanai.

Šī apmācība ir lielisks piemērs tam, kā enerģija izpaužas dažādos veidos un kā produkti izmanto šo enerģiju, lai veiktu darbu. Kartupeļu akumulators pārveido enerģiju no ķīmiskās uz elektrisko, lai spuldze varētu darboties (C un D kritērijs).

Sekojiet Faith Davis, Cheyenne Balzer un Spencer White, izmantojot šo apmācību, lai izgatavotu akumulatoru no kartupeļiem un, cerams, uzzinātu kaut ko par enerģijas izmantošanu un tehnoloģijām, kas to izmanto!

1. darbība: apkopojiet materiālus

• 2 kartupeļi (var pagatavot ar vairāk, ja vēlaties lielāku jaudu)
• 2 santīmi
• 2 cinkotas naglas/skrūves (lielākā daļa skrūvju jau ir pārklātas ar cinku)
• 3 vara stieples gabali
• neliela LED spuldze vai voltmetrs

2. darbība: noņemiet vara vadu, lai tas atbilstu Penny

Jums jāpārliecinās, ka noņemat pietiekami daudz stieples, lai to droši aptītu ap pensu.

3. solis: izgrieziet šķēli katrā kartupelī

Katrai spraugai vajadzētu būt iespējai iekļaut pensu, bet tai nav jābūt precīzai, jo to vienmēr var pielāgot vēlāk!

4. solis: ietiniet pensu ar stiepli un ievietojiet to kartupeļos

Ar stiepli iesaiņotajam centam cieši jāietilpst iepriekš izveidotajā spraugā. Tas var prasīt zināmu pielāgošanos un nelielu spēku, lai santīms nonāktu pareizajā vietā.

5. solis: nogrieziet vara stieples otru galu

Tajā pusē, kurai penss nav pievienots, sagrieziet vadu vēlamajā garumā starp otru kartupeli plus collu vai diviem.

6. solis: ievietojiet cinkoto skrūvi kartupeļos

Jūs vēlaties atstāt pietiekami daudz skrūves, lai vara stieples otrais gals varētu aptīties, bet tomēr skrūve ir cieši pieguļoša kartupeļiem. Pārliecinieties, ka skrūve neiet cauri jūsu kartupeļiem! Šis solis prasīs zināmu spēku, un tas ir vieglāk, ja jūs to pagriežat, nevis mēģināt ieskrūvēt tur esošo skrūvi.

7. darbība: aptiniet vara stieples otru galu ap skrūvi

Savienojiet abus kartupeļus kopā ar vadu, kas iet no santīma uz skrūvi.

8. darbība: atkārtojiet 2. – 4. Darbību

Otrajā kartupelī, kuram jau ir skrūve, izgrieziet jaunu spraugu par santīmu un ievietojiet jaunajā stieplē iesaiņoto pensu šajā kartupelī.

Padoms. Mēs sagriežam visus vadus, lai tie būtu aptuveni vienāda garuma, lai vēlāk būtu vieglāk.

9. darbība: atkārtojiet 6. -7. Darbību

Ievietojiet kartupeļos skrūvi, kurai ir tikai penss, un pievienojiet skrūvei jaunu vadu.

10. darbība. Pārskatiet savienojumus

Galu galā savienojumiem vajadzētu izskatīties šādi. Uzmanīgi apskatiet kartupeļu malas. Katram akumulatora kartupelim jābūt ar vienu cinka pusi (skrūve) un vienu vara pusi (penss) ar piestiprinātiem vadiem.

Atstājiet divus vadus, no kuriem viens ir penss, bet otrs - skrūvei. Šie vadi tiks savienoti ar spuldzi vai voltmetru.

Padoms: ja vēlaties pievienot vairāk kartupeļu, lai iegūtu lielāku jaudu, noteikti ievērojiet šo modeli! Katram kartupelim jābūt ar vienu skrūvi un vienu pensu!

11. darbība: pārbaudiet akumulatoru

novietojiet atklāto vadu spuldzes apakšā vai pie voltmetra zariem, lai redzētu, kā darbojas akumulators!

Padoms. Tikai diviem kartupeļiem mēs atklājām, ka tas neražo pietiekami daudz enerģijas spuldzei. Mēs beidzot pievienojām vairāk kartupeļu pēc tam, kad to atklājām.

12. solis: pārdomājiet un mācieties

Kā tas strādā:

Kartupeļu akumulators ir akumulatora veids, ko sauc par elektroķīmisko elementu. Ķimikālijas cinks un varš (skrūvē un pensā/vadā) reaģē viens ar otru, kas rada ķīmisko enerģiju. Šī ķīmiskā enerģija tiek pārveidota par elektrisko enerģiju, spontāni pārnesot elektronus.

Kartupeļi darbojas kā buferis un elektrolīts abiem metāliem. Tas nozīmē, ka tas atdala cinku un varu, liekot elektroniem, kas cenšas nokļūt no viena metāla uz otru, pārvietoties pa kartupeli un veidot ķēdi. Elektroni spēj plūst caur kartupeli, jo tas darbojas kā elektrolīts. Abi metāli joprojām reaģētu, ja tie vienkārši pieskartos viens otram bez kartupeļa, bet bez barjeras un elektrolīta no reakcijas atbrīvotā enerģija neveidotu ķēdi, kas ir tas, kas nodrošina strāvu spuldzei.

Kad abi vadi ir pievienoti spuldzei, tas pabeidz šo ķēdi, ieslēdzot gaismu!

13. solis: mūsu mācību process

Problēmas, kuras mēs atrisinājām: Tā kā mēs atklājām, ka divas baterijas nevar darbināt mūsu spuldzi, mēs bijām vīlušies par iespēju tikai parādīt kartupeļu enerģiju caur voltmetru. Lai to atrisinātu, mēs nolēmām pievienot vairāk kartupeļu. Kad tas nedarbojās, mēs atradām LED spuldzi, nevis parasto, kvēlspuldzi, kuru sākotnēji izmantojām. Visbeidzot, gaisma ieslēdzās ar četriem kartupeļiem un efektīvu LED spuldzi, tāpēc instrukcijām pievienojām iespēju pievienot vairāk kartupeļu un kāpēc mūsu materiālos teikts, ka jāizmanto LED spuldze, lai gan mūsu attēlā ir iekļauta kvēlspuldze.

Citas idejas: Mēs izdomājām dažas idejas, pirms nolēmām izgatavot kartupeļu spuldzi, un paskaidrojām, kā un kāpēc tā darbojas. Mēs domājām izveidot nelielu vēja turbīnu vai ūdens turbīnu, lai ražotu elektroenerģiju, un runājām tieši par etalonu M vai I, bet nolēmām pret to galvenokārt tāpēc, ka Spenseram bija zināmas priekšzināšanas par kartupeļu akumulatora darbību. Turklāt mēs vēlējāmies mēģināt izmantot kartupeli, lai uzlādētu savus tālruņus, taču konstatējām, ka tas prasīs pārāk daudz kartupeļu, nekā mēs varētu atļauties. Galu galā mēs visi bijām apmierināti, izskaidrojot enerģiju saistībā ar C un D etalonu, izmantojot kartupeļu akumulatora piemēru.