Зміст
- Побудова домашнього акумулятора
- Поради
- Підготовка заземлювальної батареї
- Виготовлення заземлювальної батареї
- Побудова монетного акумулятора
- Побудова соляної батареї
- Застосування цих батарей
Ви можете побудувати домашній акумулятор з різних частин, що лежать навколо вашого будинку. Проста батарея "зроби сам" може показати вам, як електрика протікає через предмети від позитивних до негативних кінців акумулятора.
Ви можете бути здивовані, наскільки корисними можуть бути ваші побутові предмети у створенні чогось, що спочатку може здатися, що його можна створити лише на заводі. Хоча цей метод не буде точно тими ж хімічними реакціями, що йдуть в заводські батареї, він може показати вам силу електроенергії в цілому.
Побудова домашнього акумулятора
Ви можете створити основи домашнього акумулятора, використовуючи заземлений акумулятор, монетарний акумулятор або соляний акумулятор. Ці саморобні батареї використовуватимуть хімічну реакцію для створення електричного струму. Ви можете побудувати цей струм за допомогою основних матеріалів, що лежать у вашому власному будинку разом з електролітичним розчином.
Поради
Однак будьте обережні. Ці батареї невеликі та прості, але уникайте торкання обох проводів, які з'єднують кінці акумулятора одночасно. Під час різання проводів або випробування напруги чи струму на струм, будьте обережні, щоб не коротко замикати акумулятор або не травмувати себе через електрику або тепло.
Підготовка заземлювальної батареї
Можна виготовити заземлюючі батареї з електродів, виготовлених з металів, які можуть проводити електричний струм один через одного. Ці метали можуть працювати, коли вони перебувають у самій землі, даючи цьому типу акумулятора свою назву. Вам потрібно буде перебувати надворі, коли немає небезпечної погоди, наприклад, сильного дощу чи грози.
Також вам знадобляться 12 мідних цвяхів (або стрижнів), які будуть розміщені в землі, 12 оцинкованих алюмінієвих цвяхів (або стрижнів), мідний дріт та конденсатори високої вартості. Крім того, вам знадобляться вольтметр і дротяні різці. Ви також можете додатково використовувати вимірювальну стрічку, алюмінієву фольгу та компас для більш точних розрахунків при створенні акумулятора.
Перш ніж викопати свій двір, переконайтеся, що у вас є дозвіл місцевих комунальних служб чи інших, хто є власністю. З міркувань безпеки ви можете навіть розглянути лише копання глибиною в кілька сантиметрів.
Виготовлення заземлювальної батареї
Щоб зробити заземлюючі електроди, використовуйте дротяні фрези, щоб зняти з мідного дроту близько 1,5 дюймів ізоляції. Обмотайте смуги дроту навколо цвяхів з алюмінію та міді. Потім ви вставляєте електроди і приєднуєте до них мультиметр проводів. Встановіть мультиметр або постійного струму, або змінного струму, залежно від поточного ви плануєте використовувати.
Щоб створити найпростіший земляний акумулятор, одноклітинний, ви можете почати, прибивши один мідний цвях і один алюмінієвий цвях у землю в декількох футах один від одного. Підключіть їх за допомогою мідного дроту. Переконайтесь, що дріт накручена щільно і надійно навколо головок кожного з цвяхів. Перевірте мультиметр, щоб побачити, чи можете ви читати струм.
Заготівля алюмінієвої фольги щільно навколо дротів може дати вам більш ретельний спосіб зарядки між цвяхами. Для створення більш складної, багатоклітинної батареї ви можете використовувати всі 12 алюмінієвих і мідних комірок, розташованих один з одним, з'єднаним з іншим, в послідовній схемі, що чергується між алюмінієм і міддю. Кожна сполучена пара цвяхів - це клітина в даному випадку.
Оскільки потужність земної батареї залежить від вмісту іонів у ґрунтовому ґрунті, вона працює лише в деяких частинах суші. Природні електричні струми, що протікають по землі від заліза та інших іонних металів у землі, можуть створювати природну електрику.
Побудова монетного акумулятора
Побудова монетного акумулятора - ще один простий, простий спосіб демонстрації струму та напруги в акумуляторі. Для цього вам знадобиться кілька мідних копійок, шматок алюмінієвої фольги, шматочок мокрої тканини або картону, ножиці, сіль, мультиметр і миска з водою. Ви також можете додатково використовувати оцет як електроліт. Щоб переконатися, що копійка виготовлена з міді, переконайтеся, що вона була вироблена після 1982 року.
Візьміть паперовий рушник або мокру тканину або картон і покладіть на нього монету, щоб ви могли вирізати її форму з паперового рушника або мокрого матеріалу. Щоб створити електроліт, змішайте кілька чайних ложок солі в миску з водою, поки вона не розчиниться. Якщо у вас є оцет, ви можете використовувати це як слабкий електроліт.
Занурте мокру тканину або тканину в миску з електролітом і вийміть її через дві хвилини. Змочіть з неї зайву воду. Загорніть одну копійку в алюмінієву фольгу і виріжте її форму. Потім можна додати просочений матеріал до алюмінієвої фольги і покласти монету поверх неї. Це ваша основна комірка акумулятора.
Створіть стільки клітинок батареї, скільки вам потрібно, і складіть їх один над одним. Ви можете перевірити, чи працює ваш акумулятор, підключивши мультиметр до обох кінців або помістивши невеликий світлодіод, який увімкнеться при наявності електричного струму. Подумайте, наскільки це розташування схоже на багатоклітинне розташування земляних батарей.
Побудова соляної батареї
Подібно до монетного акумулятора, сольові батареї виготовляються з чвертю.Цього разу вам знадобиться поршень шприца, 12 залізних або цинкових гвинтів, смужки паперу та наждачного паперу, сіль, вода, мультиметр, викрутка, світлодіодні світильники, ізоляційний матеріал на зразок пластику чи картону та мідний дріт. За допомогою наждачного паперу зніміть ізоляцію мідного дроту, якщо така є.
Окрутіть одну з смужок паперу навколо гвинта щільно і намотайте мідний дріт навколо цвяха 30-40 разів на всі 12 ваших гвинтів. Переконайтесь, що мідний дріт не торкається цвяха, а, скоріше, спирається на смужку паперу.
За допомогою поршня шприца зробіть шість отворів на одній стороні ізоляційного матеріалу. За допомогою викрутки просуньте кожен гвинт через ізоляційний матеріал у вигляді сітки. Ця установка буде основою того, як електричний струм протікає по контуру. З'єднайте їх за допомогою мідного дроту надійно і щільно.
Занурте акумулятор у солону воду на кілька хвилин, щоб вона могла проводити електрику. Виймаючи її з водяної бані, ви можете використовувати мультиметр для перевірки напруги акумулятора.
Застосування цих батарей
Хоча ці експерименти прості та рудиментарні, явища, які вони ілюструють, можуть мати практичне застосування у використанні води для недорогих акумуляторних батарей у майбутньому. Дослідження електролітичного матеріалу з фізики та хімії дозволяють вченим використовувати сольові розчини як основу для акумуляторів.
Поточним недоліком використання води в якості електроліту для акумуляторів є те, що вона не подає майже стільки ж напруги, скільки літій-іонні клітини або подібні хімічні осередки в батареях. Недавні дослідження намагаються подолати цю перешкоду.
Нещодавно дослідження у Швейцарській федеральній лабораторії матеріалознавства та технологій призводять до того, що використання FSI натрію (біс натрію (фторсульфоніл) імід) в якості основи для фізіологічного розчину має електрохімічну стійкість до 2,6 вольт - майже вдвічі більше, ніж у інші водні електролітичні рідини. Це може призвести до недорогих, безпечніших акумуляторів.
Земні батареї мали значне історичне використання. Шотландський філософ Олександр Бейн винайшов земну батарею в 1841 році для перетворення потоку струму, і цей винахід згодом стане основою телеграфної передачі. Подальші дослідження за допомогою земних батарей призведуть до більшого розуміння електричного поля Землі, наприклад, до виявлення того, що потоки Землі протікають з півдня на північ.