Polaritätsprojekte mit einer Kartoffel

Polarity-Projekte mit Kartoffeln ermöglichen es den Studierenden, mit Elektrolyse oder der Übertragung einer elektrischen Ladung durch leitende Flüssigkeiten zu experimentieren, um chemische Veränderungen zu bewirken. Diese leitenden Flüssigkeiten werden als Elektrolyte bezeichnet. Mit Kupferdrähten, Batterien und Kartoffeln können die Schüler auch einfache Tests zur Polarität oder zum Elektronenfluss von einem negativen zu einem positiven Pol durchführen. Sie können mit der Herstellung von Kartoffelbatterien fortfahren, die elektrische Geräte mit Strom versorgen.

Sammeln Sie zwei 15 cm lange, kunststoffisolierte Kupferdrähte, eine D-Zellen-Batterie, eine Kartoffel, Klebeband, ein Messer und eine Schere. Verwenden Sie die Schere, um etwa 1 1/2 Zoll Isolierung von den Drahtenden zu entfernen. Legen Sie den Akku auf die Seite. Kleben Sie einen Draht an die positive Seite der Batterie und den zweiten Draht an die negative Seite der Batterie, die flach ist. Die Kartoffel halbieren. Führen Sie die abisolierten Enden der Kupferdrähte mindestens drei Zoll tief in das Fruchtfleisch der Kartoffel ein. Beobachten Sie, wie die Elektronen, die von der negativen Seite der Batterie und durch den Draht in die Kartoffel fließen, die Kartoffel grün werden lassen. Achten Sie auf Blasen, die sich in der Kartoffel neben dem Kabelende bilden, das an der positiven Seite der Batterie befestigt ist. Überlegen Sie, wie die Kartoffel als Elektrolyt fungiert, der einen elektrischen Strom zwischen positiven und negativen Polaritäten leitet.

Sammle eine Kartoffel, ein Voltmeter, Schleifpapier, einen großen verzinkten Nagel und ein zwei Zoll großes Stück Kupferdraht mit 12 oder 14 Gauge. Kratzen Sie den Draht und den Nagel mit dem Schleifpapier ab, bis sie glänzen. Führen Sie den Nagel und den Draht etwa einen Zoll in die Kartoffel ein und positionieren Sie sie einen Zoll voneinander entfernt. Stellen Sie das Voltmeter auf die niedrigste Gleichspannung ein. Stecken Sie das rote Kabel in den positiven Spannungsschlitz und das schwarze Kabel in den negativen Schlitz. Verwenden Sie bei eingeschaltetem Voltmeter das rote Kabel, um den Kupferdraht zu berühren, und das schwarze Kabel, um den Nagel zu berühren. Notieren Sie die Spannung, die die Kartoffel aus der Voltmeteranzeige erzeugt hat.

Sammeln Sie zwei Stücke schweren Kupferdrahts, zwei verzinkte Nägel, zwei Kartoffeln, drei Krokodilklemmen, die mit Draht miteinander verbunden sind, und eine Niederspannungs-LED-Uhr. Nehmen Sie die Batterie aus der Uhr und notieren Sie sich die Positionen der positiven und negativen Enden der Batterie im Fach. Beschriften Sie die Kartoffeln mit „A“ und „B“. Stecken Sie einen Nagel und einen Kupferdraht in jede Kartoffel und positionieren Sie sie so weit wie möglich auseinander. Verbinden Sie den Kupferdraht in Kartoffel A mit einer Krokodilklemme mit dem Pluspol im Batteriefach der Uhr. Verbinden Sie den Nagel in Kartoffel B mit einer Krokodilklemme mit dem Minuspol des Fachs. Verbinden Sie den Nagel in Kartoffel A mit dem Draht in Kartoffel B mit der dritten Krokodilklemme. Beobachten Sie das Einschalten der Uhr und stellen Sie die Zeit ein. Überlegen Sie, wie die chemische Energie der Kartoffel in elektrische Energie umgewandelt wird, wenn die Zinkionen aus dem Nagel kommen reagieren mit Kupferionen aus dem Draht, was zu einem Elektronenfluss durch den Kupferdraht und in die Uhr.

Verwenden Sie ein Multimeter, das Spannung, Strom und Widerstand des von der Kartoffel erzeugten Stromkreises misst Batterie im obigen Experiment, um abzuschätzen, wie viele Kartoffeln benötigt werden, um verschiedene zu versorgen Objekte. Wenn eine Kartoffel 0,8 Volt erzeugt, wie viele Kartoffeln müssen Sie der Reihe hinzufügen, um eine 1,5-Volt-Glühbirne zum Leuchten zu bringen? Wie viele Kartoffeln werden benötigt, um eine 5-Volt-Digitaluhr einzuschalten? Experimentieren Sie mit dem Unterschied zwischen Strom und Spannung sowie der Größe und Anzahl der Kartoffeln, die zur Herstellung der Batterie verwendet werden. Beachten Sie, wie die Größe des Stroms von der Größe der einzelnen Kartoffel abhängt, während die Höhe der Spannung von der Anzahl der Kartoffeln abhängt, die zum Erstellen der Serie verwendet wurden.