كيف تصنع بطارية محلية الصنع

يمكنك بناء بطارية محلية الصنع من أجزاء مختلفة موجودة حول منزلك. يمكن لبطارية DIY بسيطة أن توضح لك كيف تتدفق الكهرباء عبر الأشياء من الأطراف الموجبة إلى السلبية للبطارية.

قد تندهش من مدى فائدة الأشياء المنزلية الخاصة بك في إنشاء شيء قد يبدو في البداية أنه لا يمكن إنشاؤه إلا في المصنع. على الرغم من أن هذه الطريقة لن تكون بالضبط نفس التفاعلات الكيميائية التي تدخل في البطاريات المصنوعة في المصنع ، إلا أنها يمكن أن توضح لك قوة الكهرباء بشكل عام.

يمكنك إنشاء أساسيات بطارية محلية الصنع باستخدام بطارية أرضية أو بطارية تعمل بقطع النقود المعدنية أو بطارية ملح. ستستخدم هذه البطاريات محلية الصنع تفاعلًا كيميائيًا لتوليد تيار كهربائي. يمكنك بناء هذا التيار من خلال المواد الأساسية الموجودة في منزلك جنبًا إلى جنب مع محلول كهربائي.

• يمكنك إنشاء بطاريات أرضية وبطاريات تعمل بالعملات المعدنية وبطاريات ملح باستخدام المبادئ الأساسية للكهرباء من خلال دروس DIY هذه.

استخدم الاحتياط ، رغم ذلك. هذه البطاريات صغيرة وبسيطة ، لكن تجنب لمس كلا السلكين اللذين يصلان طرفي البطارية في نفس الوقت. عند قطع الأسلاك أو اختبار الجهد أو التيار في التيار ، كن حذرًا جدًا حتى لا تقصر دائرة البطارية أو تؤذي نفسك من خلال الكهرباء أو الحرارة.

يمكنك صنع بطاريات أرضية من أقطاب كهربائية مصنوعة من معادن يمكنها توصيل تيار كهربائي عبر بعضها البعض. يمكن أن تعمل هذه المعادن عندما تكون في الأرض نفسها ، مما يعطي هذا النوع من البطاريات اسمه. ستحتاج إلى التواجد في الخارج في وقت لا يكون فيه طقس خطير مثل الأمطار الغزيرة أو العواصف الرعدية.

ستحتاج أيضًا إلى 12 مسمارًا نحاسيًا (أو قضيبًا) سيتم وضعها في الأرض ، و 12 مسمارًا (أو قضيبًا) من الألومنيوم المجلفن ، وأسلاك نحاسية ومكثفات عالية القيمة. بالإضافة إلى ذلك ، سوف تحتاج إلى مقياس الفولتميتر وقواطع الأسلاك. يمكنك أيضًا استخدام شريط قياس ورقاقة ألمنيوم وبوصلة اختياريًا لإجراء حسابات أكثر دقة عند إنشاء بطاريتك.

قبل الحفر في الفناء الخاص بك ، تأكد من حصولك على إذن من المرافق المحلية أو الآخرين الذين يمتلكون العقار. لأسباب تتعلق بالسلامة ، قد تفكر في الحفر بعمق بضع بوصات فقط.

لعمل الأقطاب الكهربائية الأرضية ، استخدم قواطع الأسلاك لإزالة حوالي 1.5 بوصة من العزل من السلك النحاسي. لف شرائط الأسلاك حول مسامير الألمنيوم والنحاس. بعد ذلك ، تقوم بإدخال الأقطاب الكهربائية وإرفاق خيوط متعددة المقاييس بها. اضبط جهاز القياس المتعدد على DC أو AC وفقًا للتيار الذي تخطط لاستخدامه.

لإنشاء أبسط بطارية أرضية ، من نوع خلية واحدة ، يمكنك البدء بتسمير مسمار نحاسي ومسمار من الألومنيوم في الأرض على بعد عدة أقدام. قم بتوصيلهم باستخدام الأسلاك النحاسية الخاصة بك. تأكد من لف السلك بإحكام وبشكل آمن حول رؤوس كل من المسامير. تحقق من جهاز القياس المتعدد لمعرفة ما إذا كان يمكنك قراءة التيار.

يمكن أن يمنحك لف رقائق الألومنيوم بإحكام حول الأسلاك طريقة أكثر شمولاً لإرسال الشحن بين المسامير. لإنشاء بطارية متعددة الخلايا أكثر تعقيدًا ، يمكنك استخدام 12 خلية من الألمنيوم والنحاس مرتبة مع واحدة متصلة بالأخرى في دائرة متسلسلة بالتناوب بين الألومنيوم والنحاس. كل زوج متصل من المسامير هو خلية في هذه الحالة.

نظرًا لأن قوة البطارية الأرضية تعتمد على المحتوى الأيوني لتربة الأرض ، فإنها تعمل فقط في بعض أجزاء الأرض. يمكن أن تولد التيارات الكهربائية الطبيعية التي تتدفق عبر الأرض من الحديد والمعادن الأيونية الأخرى في الأرض كهرباء طبيعية.

يعد بناء بطارية تعمل بالعملة المعدنية طريقة أخرى مباشرة وبسيطة لإظهار التيار والجهد في البطارية. لهذا ، ستحتاج إلى بضعة بنسات نحاسية ، وقطعة من ورق الألمنيوم ، وقطعة مناديل مبللة أو من الورق المقوى ، ومقص ، وملح ، ومقياس متعدد ، ووعاء من الماء. يمكنك أيضًا استخدام الخل اختياريًا كإلكتروليت. للتأكد من أن العملة مصنوعة من النحاس ، تأكد من إنتاجها بعد عام 1982.

خذ المنشفة الورقية أو المناديل المبللة أو الورق المقوى وضع العملة المعدنية عليها حتى تتمكن من قص شكلها من المنشفة الورقية أو المادة المبللة. لتكوين المنحل بالكهرباء ، اخلطي بضع ملاعق صغيرة من الملح في وعاء الماء حتى يذوب. إذا كان لديك خل ، يمكنك استخدامه كإلكتروليت ضعيف.

اغمس القماش أو المنديل المبلل في وعاء المنحل بالكهرباء وأخرجه بعد دقيقتين. نقع الماء الزائد منه. لف فلسًا واحدًا بورق الألمنيوم واقطع شكله. بعد ذلك ، يمكنك إضافة المادة المنقوعة إلى ورق الألومنيوم ووضع العملة المعدنية فوقه. هذه هي خليتك الأساسية للبطارية.

قم بإنشاء العديد من خلايا البطارية كما تريد وقم بتكديسها فوق بعضها البعض. يمكنك اختبار لمعرفة ما إذا كانت بطاريتك تعمل عن طريق ربط مقياس متعدد لكلا الطرفين أو وضع مصباح LED صغير يعمل في وجود تيار كهربائي. فكر في كيفية تشابه هذا الترتيب مع الترتيب متعدد الخلايا للبطاريات الأرضية.

على غرار بطارية العملة المعدنية ، تصنع بطاريات الملح بربع. هذه المرة ، ستحتاج إلى مكبس حقنة ، و 12 مسمارًا من الحديد أو الزنك ، وشرائط من الورق وورق الصنفرة ، والملح ، ماء ، مقياس متعدد ، مفك براغي ، مصابيح LED ، مادة عازلة مثل البلاستيك أو الورق المقوى و سلك نحاس. استخدم ورق الصنفرة لإزالة العزل من الأسلاك النحاسية إن وجدت.

قم بلف أحد شرائط الورق حول المسمار بإحكام وقم بلف السلك النحاسي حول الظفر 30 إلى 40 مرة لجميع البراغي الاثني عشر. تأكد من أن السلك النحاسي لا يلمس الظفر مباشرة ، بل يقع على شريط من الورق.

استخدم مكبس الحقنة لعمل ستة ثقوب على جانب واحد من المادة العازلة. استخدم مفك البراغي لدفع كل مسامير عبر المادة العازلة في شكل شبكة. سيكون هذا الإعداد هو الأساس لكيفية تدفق التيار الكهربائي عبر الدائرة. قم بتوصيلهم باستخدام سلك نحاسي آمن ومحكم.

اغمس البطارية في الماء المالح لبضع دقائق حتى تتمكن من توصيل الكهرباء. عند إزالته من الحمام المائي ، يمكنك استخدام مقياس متعدد للتحقق من جهد البطارية.

على الرغم من أن هذه التجارب بسيطة وبدائية ، إلا أن الظواهر التي يوضحونها يمكن أن يكون لها تطبيقات عملية في استخدام المياه لبطاريات غير مكلفة وقابلة لإعادة الشحن في المستقبل. يمكن للبحث في المواد الإلكتروليتية في الفيزياء والكيمياء أن يتيح للعلماء استخدام المحاليل الملحية كأساس للبطاريات.

العيب الحالي لاستخدام الماء كمحلول إلكتروليت للبطاريات هو أنه لا يوفر نفس القدر من الجهد مثل خلايا أيون الليثيوم أو الخلايا الكيميائية المماثلة في البطاريات. حاولت الأبحاث الحديثة التغلب على هذه العقبة.

أدت الأبحاث التي أجريت في المختبرات الفيدرالية السويسرية لعلوم وتكنولوجيا المواد مؤخرًا إلى اكتشاف استخدام الصوديوم FSI (مكرر الصوديوم) (فلوروسولفونيل) إيميد) كأساس للمحلول الملحي لديه ثبات كهروكيميائي يصل إلى 2.6 فولت - تقريبًا ضعف تلك الموجودة في المواد المائية الأخرى سوائل التحليل الكهربائي. قد يؤدي ذلك إلى بطاريات غير مكلفة وأكثر أمانًا.

البطاريات الأرضية لها استخدامات تاريخية كبيرة. اخترع الفيلسوف الاسكتلندي ألكسندر باين بطارية الأرض في عام 1841 لتحويل تدفق التيار ، وسيشكل هذا الاختراع لاحقًا أساس إرسال التلغراف. سيؤدي إجراء المزيد من الأبحاث باستخدام البطاريات الأرضية إلى فهم أكبر للمجال الكهربائي للأرض مثل اكتشاف أن تيارات الأرض تتدفق من الجنوب إلى الشمال.