مشاريع القطبية باستخدام البطاطس

تمكّن مشاريع القطبية التي تتضمن البطاطس الطلاب من تجربة التحليل الكهربائي أو نقل الشحنة الكهربائية من خلال السوائل الموصلة لإحداث تغييرات كيميائية. تُعرف هذه السوائل الموصلة بالإلكتروليتات. يمكن للطلاب أيضًا إجراء اختبارات بسيطة على القطبية ، أو كيفية تدفق الإلكترونات من القطب السالب إلى القطب الموجب ، باستخدام الأسلاك النحاسية والبطاريات والبطاطس. يمكنهم التقدم لإنشاء بطاريات البطاطس التي تشغل الأجهزة الكهربائية.

اجمع اثنين من الأسلاك النحاسية المعزولة بالبلاستيك بطول 6 بوصات وبطارية D-cell وبطاطس وشريط وسكين ومقص. استخدم المقص لنزع حوالي 1 1/2 بوصة من العزل من نهايات السلك. ضع البطارية على جانبها. ألصق أحد السلكين على الجانب الموجب للبطارية والسلك الثاني على الجانب السلبي للبطارية وهو مسطح. قطعي البطاطس إلى نصفين. أدخل الأطراف المجردة من الأسلاك النحاسية في لحم البطاطس على عمق ثلاث بوصات على الأقل. لاحظ كيف تتحول الإلكترونات التي تتدفق من الجانب السلبي للبطارية وعبر السلك إلى البطاطس إلى اللون الأخضر. راقب الفقاعات التي تتشكل في البطاطس بجوار طرف السلك المتصل بالجانب الإيجابي للبطارية. ضع في اعتبارك كيف تعمل البطاطس كإلكتروليت ، يقوم بتوصيل تيار كهربائي بين القطبين الموجب والسالب.

اجمع بطاطس ، وفولتميتر ، وورق صنفرة ، ومسمار كبير مجلفن ، وقطعة من الأسلاك النحاسية قياسها بوصتين أو 12 أو 14. اكشط السلك والمسمار بورق الصنفرة حتى يلمع. أدخل المسمار والسلك بمقدار بوصة واحدة في البطاطس ، وافصل بينهما بوصة واحدة. اضبط الفولتميتر على أقل جهد تيار مستمر. أدخل السلك الأحمر في فتحة الجهد الموجب والسلك الأسود في الفتحة السالبة. أثناء تشغيل الفولتميتر ، استخدم الرصاص الأحمر للمس السلك النحاسي والرصاص الأسود للمس الظفر. سجل مقدار الجهد الذي أنتجته البطاطس من قراءة الفولتميتر.

اجمع قطعتين من الأسلاك النحاسية الثقيلة ، واثنين من المسامير المجلفنة ، واثنين من البطاطس ، وثلاثة مقاطع تمساح متصلة ببعضها البعض بسلك وساعة LED منخفضة الجهد. أخرج البطارية من الساعة ، مع ملاحظة مواضع الأطراف الموجبة والسالبة للبطارية في المقصورة. ضع علامة على البطاطس على أنها "أ" و "ب". أدخل مسمارًا وسلكًا نحاسيًا في كل حبة بطاطس ، مع وضعها بعيدًا عن بعضها قدر الإمكان. قم بتوصيل السلك النحاسي في البطاطس A بالطرف الموجب في حجرة بطارية الساعة بمشبك التمساح. قم بتوصيل مسمار البطاطس B بالطرف السالب للمقصورة باستخدام مشبك التمساح. قم بتوصيل مسمار البطاطس A بالسلك الموجود في البطاطس B باستخدام مشبك التمساح الثالث. لاحظ تشغيل الساعة وضبط الوقت. ضع في اعتبارك كيف يتم تحويل الطاقة الكيميائية للبطاطس إلى طاقة كهربائية مثل أيونات الزنك من الظفر تتفاعل مع أيونات النحاس من السلك ، مما يؤدي إلى تدفق الإلكترونات عبر السلك النحاسي إلى داخل ساعة.

استخدم مقياسًا متعددًا يقيس الجهد والتيار ومقاومة الدائرة التي تنتجها البطاطس البطارية في التجربة أعلاه لتقدير عدد البطاطس المطلوبة لتشغيل الطاقة بشكل مختلف شاء. إذا كانت إحدى البطاطس تنتج 0.8 فولت ، فكم عدد البطاطس التي ستحتاج إلى إضافتها إلى السلسلة لإضاءة لمبة 1.5 فولت؟ كم عدد البطاطس المطلوب لتشغيل ساعة رقمية بجهد 5 فولت؟ جرب الفرق بين التيار والجهد وحجم وعدد البطاطس المستخدمة في صنع البطارية. لاحظ كيف يعتمد حجم التيار على حجم البطاطس الفردية بينما يرتبط مقدار الجهد بعدد البطاطس المستخدمة لإنشاء السلسلة.