Можете да изградите самоделна батерия от различни части, разположени около къщата ви. Една обикновена батерия „направи си сам“ може да ви покаже как електричеството протича през обекти от положителни към отрицателни краища на батерията.
Може да се изненадате колко полезни са вашите домакински предмети при създаването на нещо, което първоначално може да изглежда така, сякаш може да бъде създадено само във фабрика. Въпреки че този метод няма да бъде същите химични реакции, които преминават в фабрично произведени батерии, той може да ви покаже силата на електричеството като цяло.
Изграждане на домашна батерия
Можете да създадете основите на домашна батерия, като използвате земна батерия, монета или сол. Тези самоделни батерии ще използват химическа реакция, за да създадат електрически ток. Можете да изградите този ток чрез основни материали, разположени във вашия дом, заедно с електролитен разтвор.
Съвети
Можете да създадете земни батерии, монетни батерии и солени батерии, като използвате основните принципи на електричеството чрез тези уроци за „направи си сам“.
Все пак използвайте предпазни мерки. Тези батерии са малки и прости, но избягвайте да докосвате едновременно и двата проводника, които свързват краищата на батерията. Когато режете проводници или изпитвате напрежение или ток в тока, бъдете особено внимателни, за да не късате батерията си или да не се нараните от електричеството или топлината.
Подготовка на земната батерия
Можете да направите земни батерии от електроди, които са направени от метали, които могат да провеждат електрически ток един през друг. Тези метали могат да работят, когато са в самата земя, давайки името на този тип батерии. Ще трябва да сте навън по време, когато няма опасно време, като проливен дъжд или гръмотевични бури.
Ще ви трябват и 12 медни пирона (или пръчки), които ще бъдат поставени в земята, 12 поцинковани алуминиеви пирони (или пръчки), медна тел и кондензатори с висока стойност. Освен това ще ви трябват волтметър и резачки за тел. Можете също така да използвате измервателна лента, алуминиево фолио и компас за по-прецизни изчисления при създаване на батерията.
Преди да копаете в двора си, уверете се, че имате разрешение от местните комунални услуги или други, които притежават имота. От съображения за безопасност може дори да помислите да копаете само няколко сантиметра дълбоко.
Изработване на земна батерия
За да направите земните електроди, използвайте ножове за отстраняване на около 1,5 инча изолация от медната жица. Увийте лентите от тел около алуминиевите и медни нокти. След това поставяте електродите и прикрепвате мултиметърни проводници към тях. Задайте мултицета на DC или AC в зависимост от тока, който планирате да използвате.
За да създадете най-простата земна батерия, едноклетъчна, можете да започнете, като заковите един меден пирон и един алуминиев пирон в земята на няколко метра разстояние. Свържете ги с помощта на вашата медна жица. Уверете се, че жицата е навита плътно и сигурно около главите на всеки от ноктите. Проверете мултиметъра, за да видите дали можете да четете ток.
Увиването на алуминиево фолио плътно около жиците може да ви даде по-задълбочен начин за изпращане на заряд между ноктите. За да създадете по-сложна многоклетъчна батерия, можете да използвате всичките 12 алуминиеви и медни клетки, подредени с една, свързана към другата в последователна верига, редуващи се между алуминий и мед. Всяка свързана двойка нокти е клетка в този случай.
Тъй като мощността на земната батерия зависи от съдържанието на йони в земната почва, тя работи само в някои части на сушата. Естествените електрически токове, които протичат през земята от желязо и други йонни метали в земята, могат да създадат естествено електричество.
Изграждане на монета батерия
Изграждането на батерия с монети е друг прост и лесен начин за демонстриране на ток и напрежение в батерията. За това ще ви трябват няколко медни стотинки, парче алуминиево фолио, парче мокра тъкан или картон, ножици, сол, мултицет и купа с вода. По желание можете да използвате и оцет като електролит. За да сте сигурни, че стотинката е направена от мед, уверете се, че е произведена след 1982 година.
Вземете хартиената кърпа или мокра тъкан или картон и поставете монетата върху нея, за да можете да изрежете формата й от хартиената кърпа или мокрия материал. За да създадете електролита, смесете няколко чаени лъжички сол в купата с вода, докато тя се разтвори. Ако имате оцет, можете да го използвате като слаб електролит.
Потопете мократа тъкан или тъкан в купата на електролита и я извадете след две минути. Попийте излишната вода от него. Увийте една стотинка в алуминиево фолио и изрежете формата му. След това можете да добавите напоения материал към алуминиевото фолио и да поставите монетата върху него. Това е основната ви клетка на батерията.
Създайте колкото искате клетки на батерията и ги подредете една върху друга. Можете да тествате дали батерията ви работи, като закачите мултицет към двата края или поставите малка LED светлина, която ще се включи в присъствието на електрически ток. Помислете как тази подредба е подобна на многоклетъчната подредба на земните батерии.
Изграждане на солена батерия
Подобно на батерията с монети, солените батерии се правят с четвърт. Този път ще ви трябва бутало на спринцовка, 12 винта за желязо или цинк, ленти хартия и шкурка, сол, вода, мултицет, отвертка, LED светлини, изолационен материал като пластмаса или картон и Меден проводник. Използвайте шкурка, за да премахнете изолацията на медната жица, ако има такава.
Навийте плътно една от лентите хартия около винт и навийте медната жица около нокътя 30 до 40 пъти за всичките 12 винта. Уверете се, че медната жица не докосва директно нокътя, а по-скоро лежи върху лентата хартия.
Използвайте буталото на спринцовката, за да направите шест отвора от едната страна на изолационния материал. Използвайте отвертката, за да натиснете всеки винт през изолационния материал в решетъчна форма. Тази настройка ще бъде в основата на това как електрическият ток протича през веригата. Свържете ги с помощта на медната жица сигурно и здраво.
Потопете батерията в солена вода за няколко минути, за да може да провежда електричество. Когато го извадите от водната баня, можете да използвате мултицет, за да проверите напрежението на батерията.
Приложения на тези батерии
Въпреки че тези експерименти са прости и елементарни, явленията, които те илюстрират, могат да имат практически приложения при използването на вода за евтини акумулаторни батерии в бъдеще. Изследванията върху електролитен материал във физиката и химията могат да позволят на учените да използват физиологични разтвори като основа за батерии.
Настоящият недостатък на използването на вода като електролит за батерии е, че тя не доставя почти толкова напрежение, колкото литиево-йонните клетки или подобни химически клетки в батериите. Последните изследвания се опитаха да преодолеят това препятствие.
Изследванията в швейцарската федерална лаборатория за материалознание и технологии наскоро доведоха до откритието, че използването на натриев FSI (натриев бис (флуоросулфонил) имид) като основа за физиологичен разтвор има електрохимична стабилност до 2,6 волта - почти два пъти повече от тази на други водни електролитни течности. Това може да доведе до евтини, по-безопасни батерии.
Земните батерии са имали значителна историческа употреба. Шотландският философ Александър Бейн е изобретил земната батерия през 1841 г., за да трансформира потока на тока и по-късно това изобретение ще бъде в основата на телеграфното предаване. По-нататъшни изследвания, използващи земни батерии, биха довели до по-добро разбиране на електрическото поле на Земята, като например откритието, че земните течения текат от юг на север.