Obsah
- Zostavenie domácej batérie
- Tipy
- Príprava uzemňovacej batérie
- Vytváranie uzemňovacej batérie
- Budovanie gombíkovej batérie
- Vybudovanie solnej batérie
- Použitie týchto batérií
Domáce batérie si môžete zostaviť z rôznych častí, ktoré ležia okolo vášho domu. Jednoduchá kutilská batéria vám ukáže, ako elektrina prúdi cez objekty z pozitívnych na záporné konce batérie.
Možno vás prekvapí, aké užitočné môžu byť vaše domáce predmety pri vytváraní niečoho, čo by sa na prvý pohľad mohlo zdať, že sa dá vytvoriť iba v továrni. Aj keď táto metóda nebude presne rovnakými chemickými reakciami, aké sa používajú v továrňových batériách, môže vám vo všeobecnosti ukázať energiu elektriny.
Zostavenie domácej batérie
Základy domácej batérie môžete vytvoriť pomocou uzemňovacej batérie, gombíkovej batérie alebo slanej batérie. Tieto domáce batérie použijú chemickú reakciu na vytvorenie elektrického prúdu. Tento prúd môžete vytvoriť pomocou základných materiálov, ktoré leží vo vašom vlastnom dome, spolu s elektrolytickým riešením.
Tipy
Buďte opatrní. Tieto batérie sú malé a jednoduché, ale nedotýkajte sa obidvoch drôtov, ktoré spájajú súčasne konce batérií. Pri rezaní vodičov alebo testovaní napätia alebo prúdu v prúde buďte zvlášť opatrní, aby ste batériu neskratovali, ani sa neublížili elektrinou alebo teplom.
Príprava uzemňovacej batérie
Uzemňovacie batérie môžete vyrábať z elektród, ktoré sú vyrobené z kovov a ktoré môžu navzájom viesť elektrický prúd. Tieto kovy môžu pracovať, keď sú v samotnej zemi a pomenujú tento typ batérie. Budete musieť byť vonku v čase, keď nedochádza k nebezpečnému počasiu, ako je silný dážď alebo búrky.
Potrebujete tiež 12 medených klincov (alebo tyčí), ktoré budú umiestnené v zemi, 12 galvanizovaných hliníkových klincov (alebo tyčí), medených drôtov a kondenzátorov vysokej hodnoty. Okrem toho budete potrebovať voltmeter a nožnice na drôty. Pri vytváraní batérie môžete tiež voliteľne použiť meraciu pásku, hliníkovú fóliu a kompas pre podrobnejšie výpočty.
Pred začatím výkopu na dvore sa uistite, že máte povolenie od miestnych služieb alebo od iných osôb, ktoré vlastnia tento majetok. Z bezpečnostných dôvodov môžete dokonca uvažovať o hĺbení iba pár centimetrov.
Vytváranie uzemňovacej batérie
Na výrobu uzemňovacích elektród použite nožnice na drôty, aby ste z medeného drôtu odstránili izoláciu asi 1,5 palca. Omotajte prúžky drôtu okolo hliníkových a medených klincov. Potom vložte elektródy a pripojte k nim multimetre. Nastavte multimeter na jednosmerný alebo striedavý prúd v závislosti od prúdu, ktorý plánujete používať.
Ak chcete vytvoriť najjednoduchšiu uzemňovaciu batériu, jednobunkovú, môžete začať klincovaním jedného medeného klinca a hliníkového klinca do zeme vzdialenej niekoľko metrov od seba. Pripojte ich pomocou medeného drôtu. Uistite sa, že drôt je pevne a bezpečne navinutý okolo hláv každého klinca. Skontrolujte multimeter, aby ste zistili, či dokážete prečítať prúd.
Tesné ovinutie hliníkovej fólie okolo drôtov vám môže poskytnúť dôkladnejší spôsob nabíjania medzi klincami. Ak chcete vytvoriť zložitejšiu viacčlánkovú batériu, môžete použiť všetkých 12 hliníkových a medených článkov usporiadaných tak, aby boli navzájom spojené v sérii obvodov striedajúcich sa medzi hliníkom a meďou. Každý spojený pár nechtov je v tomto prípade bunkou.
Pretože sila zemskej batérie závisí od obsahu iónov v zemskej pôde, funguje iba v niektorých častiach krajiny. Prirodzené elektrické prúdy, ktoré tečú cez zem zo železa a iných iónových kovov v zemi, môžu vytvárať prírodnú elektrinu.
Budovanie gombíkovej batérie
Budovanie gombíkovej batérie je ďalší jednoduchý a jednoduchý spôsob preukazovania prúdu a napätia v batérii. Na to budete potrebovať niekoľko medených halierov, kúsok hliníkovej fólie, kúsok vlhkého tkaniva alebo lepenky, nožnice, soľ, multimeter a misku s vodou. Ako elektrolyt môžete tiež voliteľne použiť ocot. Aby ste sa uistili, že cent je vyrobený z medi, uistite sa, že bol vyrobený po roku 1982.
Vezmite papierovú utierku alebo vlhkú vreckovku alebo lepenku a položte na ňu mincu, aby ste mohli vyrezať jej tvar z papierovej utierky alebo vlhkého materiálu. Na vytvorenie elektrolytu primiešajte do misky s vodou niekoľko čajových lyžičiek soli, až kým sa nerozpustia. Ak máte ocot, môžete ho použiť ako slabý elektrolyt.
Vlhkú látku alebo tkaninu ponorte do misky elektrolytu a po dvoch minútach ju vyberte. Namočte z nej prebytočnú vodu. Zabalte jeden cent do hliníkovej fólie a vystrihnite jeho tvar. Potom môžete nasiaknutý materiál pridať do hliníkovej fólie a položiť na ňu mincu. Toto je vaša základná batéria.
Vytvorte toľko batérií, koľko len chcete a naskladajte ich na seba. Ak chcete zistiť, či vaša batéria funguje, pripojte multimeter na obidva konce alebo umiestnite malé LED svetlo, ktoré sa zapne v prípade elektrického prúdu. Zamyslite sa nad tým, ako je toto usporiadanie podobné multibunkovému usporiadaniu pozemských batérií.
Vybudovanie solnej batérie
Podobne ako gombíková batéria, aj slané batérie sa vyrábajú so štvrtinou.Tentoraz budete potrebovať piest striekačky, 12 železných alebo zinkových skrutiek, prúžky papiera a brúsneho papiera, soľ, vodu, multimeter, skrutkovač, LED svetlá, izolačný materiál ako plast alebo lepenku a medený drôt. Prípadne odstráňte izoláciu medeného drôtu pomocou brúsneho papiera.
Jeden prúžok papiera pevne prevlečte okolo skrutky a medený drôt navíjajte okolo klinca 30 až 40 krát pre všetkých 12 vašich skrutiek. Uistite sa, že medený drôt sa nedotýka priamo klinca, ale skôr spočíva na prúžku papiera.
Piest striekačky použite na vytvorenie šiestich otvorov na jednej strane izolačného materiálu. Pomocou skrutkovača pretlačte každú skrutku cez izolačný materiál do mriežky. Toto nastavenie bude základom toho, ako elektrický prúd preteká obvodom. Pripojte ich bezpečne a pevne pomocou medeného drôtu.
Batériu ponorte na niekoľko minút do slanej vody, aby mohla viesť elektrinu. Keď ju vyberiete z vodného kúpeľa, môžete na kontrolu napätia batérie použiť multimeter.
Použitie týchto batérií
Aj keď sú tieto experimenty jednoduché a základné, javy, ktoré ilustrujú, by v budúcnosti mohli mať praktické uplatnenie pri používaní vody na lacné nabíjateľné batérie. Výskum elektrolytického materiálu vo fyzike a chémii môže dovoliť vedcom používať slané roztoky ako základ pre batérie.
Súčasnou nevýhodou použitia vody ako elektrolytu na batérie je, že neposkytuje takmer rovnaké napätie ako lítium-iónové články alebo podobné chemické články v batériách. Nedávny výskum sa pokúsil prekonať túto prekážku.
Výskum vo švajčiarskych federálnych laboratóriách pre vedu a techniku materiálov v poslednej dobe vedie k zisteniu, že použitie sodíka FSI (bis (fluórsulfonyl) imid) sodného ako základu soľného roztoku má elektrochemickú stabilitu až 2,6 voltu - takmer dvakrát toľko ako iné vodné elektrolytické kvapaliny. To by mohlo viesť k lacnejším a bezpečnejším batériám.
Zemné batérie mali značné historické využitie. Škótsky filozof Alexander Bain vynašiel zemskú batériu v roku 1841 na transformáciu toku prúdu a tento vynález by neskôr tvoril základ telegrafického prenosu. Ďalší výskum využívajúci zemské batérie by viedol k lepšiemu porozumeniu elektrického poľa Zeme, napríklad k zisteniu, že zemské prúdy tečú z juhu na sever.