Jak postavit domácí baterii

Můžete si postavit domácí baterii z různých částí, které leží kolem vašeho domu. Jednoduchá kutilská baterie vám může ukázat, jak elektřina protéká předměty z kladných na záporné konce baterie.

Možná vás překvapí, jak užitečné mohou být vaše předměty pro domácnost při vytváření něčeho, co se zpočátku může zdát, že to může být vytvořeno pouze v továrně. Ačkoli tato metoda nebude přesně stejnými chemickými reakcemi, jaké se používají u baterií vyrobených v továrně, může vám obecně ukázat sílu elektřiny.

Základy domácí baterie můžete vytvořit pomocí zemní baterie, knoflíkové baterie nebo solné baterie. Tyto domácí baterie použijí chemickou reakci k vytvoření elektrického proudu. Tento proud můžete postavit pomocí základních materiálů, které leží ve vašem domě, spolu s elektrolytickým roztokem.

• Prostřednictvím těchto výukových programů pro vlastní potřebu můžete vytvářet zemní baterie, knoflíkové baterie a solné baterie pomocí základních principů elektřiny.

Buďte opatrní. Tyto baterie jsou malé a jednoduché, ale nedotýkejte se obou vodičů, které spojují konce baterie současně. Při stříhání vodičů nebo testování napětí nebo proudu v proudu buďte obzvláště opatrní, abyste nezkratovali baterii nebo si neublížili elektřinou nebo teplem.

Zemní baterie můžete vyrobit z elektrod vyrobených z kovů, které mohou navzájem vést elektrický proud. Tyto kovy mohou fungovat, když jsou v samotné zemi, což dává tomuto typu baterie svůj název. Budete muset být venku v době, kdy není žádné nebezpečné počasí, jako je silný déšť nebo bouřky.

Budete také potřebovat 12 měděných hřebíků (nebo tyčí), které budou umístěny v zemi, 12 pozinkovaných hliníkových hřebíků (nebo tyčí), měděný drát a kondenzátory vysoké hodnoty. Kromě toho budete potřebovat voltmetr a nůžky na drát. Můžete také volitelně použít měřicí pásku, hliníkovou fólii a kompas pro propracovanější výpočty při vytváření baterie.

Než začnete kopat ve dvoře, ujistěte se, že máte povolení od místních komunálních služeb nebo od jiných, kteří nemovitost vlastní. Z bezpečnostních důvodů můžete dokonce zvážit hloubení jen několika palců.

Chcete-li vyrobit zemnící elektrody, odstraňte pomocí nůžek na drát asi 1,5 palce izolace z měděného drátu. Omotejte proužky drátu kolem hliníkových a měděných hřebíků. Poté vložte elektrody a připojte k nim vodiče multimetru. Nastavte multimetr na DC nebo AC v závislosti na proudu, který plánujete použít.

Chcete-li vytvořit nejjednodušší zemní baterii, jednobunkovou, můžete začít přibitím jednoho měděného hřebíku a jednoho hliníkového hřebíku do země několik stop od sebe. Připojte je pomocí měděného drátu. Ujistěte se, že drát je pevně a bezpečně navinut kolem hlav každého z nehtů. Zkontrolujte multimetr, zda umíte číst aktuální.

Pevným obalením hliníkové fólie kolem drátů získáte důkladnější způsob přenosu náboje mezi nehty. Chcete-li vytvořit složitější vícečlánkovou baterii, můžete použít všech 12 hliníkových a měděných článků uspořádaných tak, že jeden je připojen k druhému v sériovém obvodu střídavě mezi hliníkem a mědí. Každý spojený pár hřebíků je v tomto případě buňkou.

Protože síla zemské baterie závisí na obsahu iontů v zemské půdě, funguje pouze v některých částech země. Přirozené elektrické proudy, které protékají zemí ze železa a jiných iontových kovů v zemi, mohou vytvářet přirozenou elektřinu.

Budování knoflíkové baterie je dalším přímým a jednoduchým způsobem, jak demonstrovat proud a napětí v baterii. K tomu budete potřebovat několik měděných haléřů, kousek hliníkové fólie, kousek mokré tkáně nebo lepenky, nůžky, sůl, multimetr a misku s vodou. Můžete také volitelně použít ocet jako elektrolyt. Chcete-li zajistit, aby byl penny vyroben z mědi, ujistěte se, že byl vyroben po roce 1982.

Vezměte papírovou utěrku nebo vlhkou tkáň nebo lepenku a položte na ni minci, abyste mohli vyříznout její tvar z papírové utěrky nebo vlhkého materiálu. Pro přípravu elektrolytu vmíchejte několik čajových lžiček soli do misky s vodou, dokud se nerozpustí. Pokud máte ocet, můžete ho použít jako slabý elektrolyt.

Namočte vlhkou látku nebo tkáň do misky s elektrolytem a po dvou minutách ji vytáhněte. Namočte z něj přebytečnou vodu. Zabalte jeden cent do hliníkové fólie a vystřihněte jeho tvar. Poté můžete namočený materiál přidat na hliníkovou fólii a na ni umístit minci. Toto je váš základní článek baterie.

Vytvořte tolik článků baterie, kolik chcete, a stohujte je na sebe. Můžete vyzkoušet, zda vaše baterie funguje, zaháknutím multimetru na oba konce nebo umístěním malého LED světla, které se rozsvítí v přítomnosti elektrického proudu. Přemýšlejte o tom, jak je toto uspořádání podobné mnohobuněčnému uspořádání zemních baterií.

Podobně jako knoflíková baterie se solné baterie vyrábějí se čtvrtinou. Tentokrát budete potřebovat píst stříkačky, 12 železných nebo zinkových šroubů, proužky papíru a brusného papíru, sůl, voda, multimetr, šroubovák, LED světla, izolační materiál jako plast nebo lepenka a měděný drát. Pomocí brusného papíru odstraňte izolaci měděného drátu, pokud existuje.

Jedním z proužků papíru pevně zatočte kolem šroubu a u všech 12 šroubů naviňte měděný drát kolem nehtu 30 až 40krát. Ujistěte se, že měděný drát se přímo nedotýká hřebíku, ale spíše spočívá na proužku papíru.

Pomocí pístu injekční stříkačky vytvořte na jedné straně izolačního materiálu šest otvorů. Pomocí šroubováku protlačte jednotlivé šrouby izolačním materiálem do mřížky. Toto nastavení bude základem toho, jak elektrický proud protéká obvodem. Připojte je pomocí měděného drátu bezpečně a pevně.

Ponořte baterii na několik minut do slané vody, aby mohla vést elektřinu. Když jej vyjmete z vodní lázně, můžete pomocí multimetru zkontrolovat napětí baterie.

Ačkoli jsou tyto experimenty jednoduché a základní, jevy, které ilustrují, by mohly mít v budoucnu praktické využití při používání vody pro levné dobíjecí baterie. Výzkum elektrolytického materiálu ve fyzice a chemii může vědcům umožnit použít solné roztoky jako základ pro baterie.

Současnou nevýhodou používání vody jako elektrolytu pro baterie je to, že nedodává téměř tolik napětí jako lithium-iontové články nebo podobné chemické články v bateriích. Nedávný výzkum se pokusil překonat tuto překážku.

Výzkum ve švýcarských federálních laboratořích pro vědu a technologii materiálů nedávno vedl k objevu, že používání sodíku FSI (sodná sůl bis (fluorosulfonyl) imid) jako základ pro solný roztok má elektrochemickou stabilitu až 2,6 voltů - téměř dvakrát vyšší než u jiných vodných roztoků elektrolytické kapaliny. To by mohlo vést k levným a bezpečnějším bateriím.

Pozemské baterie měly značné historické využití. Skotský filozof Alexander Bain vynalezl v roce 1841 zemskou baterii, aby transformoval tok proudu, a tento vynález by později vytvořil základ telegrafního přenosu. Další výzkum využívající zemské baterie by vedl k lepšímu porozumění zemského elektrického pole, jako je zjištění, že zemské proudy proudí z jihu na sever.