Μπορείτε να φτιάξετε μια σπιτική μπαταρία από διάφορα μέρη που βρίσκονται γύρω από το σπίτι σας. Μια απλή μπαταρία DIY μπορεί να σας δείξει πώς η ηλεκτρική ενέργεια ρέει μέσω αντικειμένων από θετικά σε αρνητικά άκρα της μπαταρίας.
Μπορεί να εκπλαγείτε πόσο χρήσιμα μπορεί να είναι τα οικιακά σας αντικείμενα στη δημιουργία κάτι που αρχικά φαίνεται ότι μπορεί να δημιουργηθεί μόνο σε ένα εργοστάσιο. Αν και αυτή η μέθοδος δεν θα είναι οι ίδιες ακριβώς χημικές αντιδράσεις που πηγαίνουν στις εργοστασιακές μπαταρίες, μπορεί να σας δείξει την ισχύ του ηλεκτρισμού γενικά.
Δημιουργία σπιτικής μπαταρίας
Μπορείτε να δημιουργήσετε τα βασικά μιας σπιτικής μπαταρίας χρησιμοποιώντας μια μπαταρία γείωσης, μια μπαταρία νομισμάτων ή μια μπαταρία αλατιού. Αυτές οι σπιτικές μπαταρίες θα χρησιμοποιήσουν μια χημική αντίδραση για τη δημιουργία ηλεκτρικού ρεύματος. Μπορείτε να δημιουργήσετε αυτό το ρεύμα μέσω βασικών υλικών που βρίσκονται στο σπίτι σας μαζί με μια ηλεκτρολυτική λύση.
Συμβουλές
Μπορείτε να δημιουργήσετε μπαταρίες γείωσης, μπαταρίες νομισμάτων και μπαταρίες αλατιού χρησιμοποιώντας τις βασικές αρχές της ηλεκτρικής ενέργειας μέσω αυτών των οδηγών DIY.
Ωστόσο, χρησιμοποιήστε την προφύλαξη. Αυτές οι μπαταρίες είναι μικρές και απλές, αλλά αποφύγετε να αγγίζετε και τα δύο καλώδια που συνδέουν τα άκρα της μπαταρίας ταυτόχρονα. Κατά την κοπή καλωδίων ή τη δοκιμή τάσης ή ρεύματος στο ρεύμα, προσέξτε να μην βραχυκυκλώσετε την μπαταρία σας ή να τραυματιστείτε από την ηλεκτρική ενέργεια ή τη θερμότητα.
Προετοιμασία μπαταρίας γης
Μπορείτε να φτιάξετε μπαταρίες γείωσης από ηλεκτρόδια κατασκευασμένα από μέταλλα που μπορούν να μεταφέρουν ηλεκτρικό ρεύμα μεταξύ τους. Αυτά τα μέταλλα μπορούν να λειτουργήσουν όταν βρίσκονται στο έδαφος, δίνοντας το όνομά του σε αυτόν τον τύπο μπαταρίας. Θα πρέπει να είστε έξω κατά τη διάρκεια μιας περιόδου που δεν υπάρχει επικίνδυνος καιρός όπως ισχυρή βροχή ή καταιγίδες.
Θα χρειαστείτε επίσης 12 καρφιά χαλκού (ή ράβδους) που θα τοποθετηθούν στο έδαφος, 12 καρφιά από γαλβανισμένο αλουμίνιο (ή ράβδους), σύρμα χαλκού και πυκνωτές υψηλής αξίας. Επιπλέον, θα χρειαστείτε ένα βολτόμετρο και κόφτες καλωδίων. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε προαιρετικά ταινία μέτρησης, αλουμινόχαρτο και πυξίδα για πιο εκλεπτυσμένους υπολογισμούς κατά τη δημιουργία της μπαταρίας σας.
Πριν σκάψετε στην αυλή σας, βεβαιωθείτε ότι έχετε άδεια από τοπικές επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας ή από άλλους που κατέχουν την ιδιοκτησία. Για λόγους ασφαλείας, μπορείτε ακόμη και να σκεφτείτε να σκάψετε μόνο λίγα εκατοστά βάθος.
Δημιουργία μπαταρίας γης
Για να φτιάξετε τα ηλεκτρόδια γείωσης, χρησιμοποιήστε τα καλώδια κοπής για να αφαιρέσετε περίπου 1,5 ίντσες μόνωσης από το χαλκό σύρμα. Τυλίξτε τις λωρίδες σύρματος γύρω από τα καρφιά αλουμινίου και χαλκού. Στη συνέχεια, εισάγετε τα ηλεκτρόδια και στερεώνετε τους αγωγούς πολύμετρου. Ρυθμίστε το πολύμετρο σε DC ή AC ανάλογα με το ρεύμα που σκοπεύετε να χρησιμοποιήσετε.
Για να δημιουργήσετε την απλούστερη μπαταρία γείωσης, ενός τύπου κυψέλης, μπορείτε να ξεκινήσετε καρφώνοντας ένα χάλκινο καρφί και ένα καρφί αλουμινίου στο έδαφος αρκετά πόδια. Συνδέστε τα χρησιμοποιώντας το χάλκινο σύρμα σας. Βεβαιωθείτε ότι το σύρμα τυλίγεται σφιχτά και με ασφάλεια γύρω από τις κεφαλές καθενός από τα νύχια. Ελέγξτε το πολύμετρο για να δείτε αν μπορείτε να διαβάσετε τρέχον.
Το τυλιγμένο φύλλο αλουμινίου σφιχτά γύρω από τα καλώδια μπορεί να σας δώσει έναν πιο λεπτομερή τρόπο αποστολής φόρτισης μεταξύ των νυχιών. Για να δημιουργήσετε μια πιο περίπλοκη μπαταρία πολλαπλών κυψελών, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε και τα 12 στοιχεία αλουμινίου και χαλκού διατεταγμένα με το ένα συνδεδεμένο στο άλλο σε ένα κύκλωμα σειράς που εναλλάσσεται μεταξύ αλουμινίου και χαλκού. Κάθε συνδεδεμένο ζευγάρι καρφιών είναι ένα κελί σε αυτήν την περίπτωση.
Επειδή η ισχύς μιας μπαταρίας γείωσης εξαρτάται από την περιεκτικότητα σε ιόντα του εδάφους της γης, λειτουργεί μόνο σε ορισμένα μέρη της γης. Τα φυσικά ηλεκτρικά ρεύματα που ρέουν μέσω του εδάφους από σίδηρο και άλλα ιοντικά μέταλλα στο έδαφος μπορούν να δημιουργήσουν φυσικό ηλεκτρισμό.
Δημιουργία μπαταρίας νομίσματος
Η κατασκευή μιας μπαταρίας νομισμάτων είναι ένας άλλος απλός, απλός τρόπος για να αποδείξετε το ρεύμα και την τάση σε μια μπαταρία. Για αυτό, θα χρειαστείτε μερικές πένες χαλκού, ένα κομμάτι αλουμινόχαρτο, ένα κομμάτι υγρού ιστού ή χαρτονιού, ψαλίδι, αλάτι, ένα πολύμετρο και ένα μπολ με νερό. Μπορείτε επίσης προαιρετικά να χρησιμοποιήσετε ξύδι ως ηλεκτρολύτη. Για να βεβαιωθείτε ότι η πένα είναι κατασκευασμένη από χαλκό, βεβαιωθείτε ότι παρήχθη μετά το 1982.
Πάρτε τη χαρτοπετσέτα ή τον υγρό ιστό ή το χαρτόνι και τοποθετήστε το νόμισμα πάνω του έτσι ώστε να μπορείτε να κόψετε το σχήμα του από τη χαρτοπετσέτα ή το υγρό υλικό. Για να δημιουργήσετε τον ηλεκτρολύτη, ανακατέψτε μερικά κουταλάκια του γλυκού αλάτι στο μπολ με νερό μέχρι να διαλυθεί. Εάν έχετε ξύδι, μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε ως ασθενής ηλεκτρολύτης.
Βυθίστε το υγρό ύφασμα ή τον ιστό στο μπολ του ηλεκτρολύτη και βγάλτε το μετά από δύο λεπτά. Απορροφήστε υπερβολικό νερό από αυτό. Τυλίξτε μια πένα σε αλουμινόχαρτο και κόψτε το σχήμα της. Στη συνέχεια, μπορείτε να προσθέσετε το εμποτισμένο υλικό στο αλουμινόχαρτο και να το τοποθετήσετε πάνω του. Αυτό είναι το βασικό σας κελί της μπαταρίας.
Δημιουργήστε όσα κελιά μπαταρίας θέλετε και στοίβατέ τα το ένα πάνω στο άλλο. Μπορείτε να ελέγξετε για να δείτε εάν η μπαταρία σας λειτουργεί συνδέοντας ένα πολύμετρο και στα δύο άκρα ή τοποθετώντας μια μικρή λυχνία LED που θα ανάψει παρουσία ηλεκτρικού ρεύματος. Σκεφτείτε πώς αυτή η διάταξη είναι παρόμοια με την πολυκυτταρική διάταξη μπαταριών γείωσης.
Δημιουργία μπαταρίας αλατιού
Παρόμοια με την μπαταρία νομισμάτων, οι μπαταρίες αλατιού κατασκευάζονται με ένα τέταρτο. Αυτή τη φορά, θα χρειαστείτε ένα έμβολο σύριγγας, 12 βίδες σιδήρου ή ψευδαργύρου, λωρίδες χαρτιού και γυαλόχαρτο, αλάτι, νερό, ένα πολύμετρο, ένα κατσαβίδι, φώτα LED, ένα μονωτικό υλικό όπως πλαστικό ή χαρτόνι και α χάλκινο σύρμα. Χρησιμοποιήστε το γυαλόχαρτο για να αφαιρέσετε τη μόνωση του χαλκού σύρματος εάν υπάρχει.
Περιστρέψτε μια από τις λωρίδες χαρτιού γύρω από μια βίδα σφιχτά και τυλίξτε το χαλκό σύρμα γύρω από το νύχι 30 έως 40 φορές για όλες τις 12 βίδες σας. Βεβαιωθείτε ότι το χάλκινο σύρμα δεν αγγίζει άμεσα το νύχι, αλλά, μάλλον, στηρίζεται στη λωρίδα χαρτιού.
Χρησιμοποιήστε το έμβολο της σύριγγας για να κάνετε έξι οπές στη μία πλευρά του μονωτικού υλικού. Χρησιμοποιήστε το κατσαβίδι για να ωθήσετε κάθε βίδα μέσα από το μονωτικό υλικό σε σχηματισμό πλέγματος. Αυτή η ρύθμιση θα είναι η βάση για το πώς το ηλεκτρικό ρεύμα ρέει μέσω του κυκλώματος. Συνδέστε τα χρησιμοποιώντας το χάλκινο σύρμα ασφαλές και σφιχτό.
Βυθίστε την μπαταρία σε θαλασσινό νερό για λίγα λεπτά, ώστε να μπορεί να τροφοδοτήσει ηλεκτρισμό. Όταν το αφαιρείτε από το λουτρό νερού, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα πολύμετρο για να ελέγξετε την τάση της μπαταρίας.
Εφαρμογές αυτών των μπαταριών
Αν και αυτά τα πειράματα είναι απλά και στοιχειώδη, τα φαινόμενα που απεικονίζουν θα μπορούσαν να έχουν πρακτικές εφαρμογές στη χρήση νερού για φθηνές, επαναφορτιζόμενες μπαταρίες στο μέλλον. Η έρευνα για ηλεκτρολυτικό υλικό στη φυσική και τη χημεία μπορεί να επιτρέψει στους επιστήμονες να χρησιμοποιούν αλατούχα διαλύματα ως βάση για τις μπαταρίες.
Το τρέχον μειονέκτημα της χρήσης νερού ως ηλεκτρολύτη για μπαταρίες είναι ότι δεν παρέχει σχεδόν τόσο τάση όσο οι κυψέλες ιόντων λιθίου ή παρόμοιες χημικές κυψέλες στις μπαταρίες. Πρόσφατη έρευνα προσπάθησε να ξεπεράσει αυτό το εμπόδιο.
Η έρευνα στα Ελβετικά Ομοσπονδιακά Εργαστήρια Επιστήμης και Τεχνολογίας Υλικών οδήγησε πρόσφατα στην ανακάλυψη ότι η χρήση νατρίου FSI (sodium bis (φθοροσουλφονυλ) ιμίδιο) ως βάση για αλατούχο διάλυμα έχει ηλεκτροχημική σταθερότητα έως και 2,6 βολτ - σχεδόν διπλάσια από εκείνη άλλων υδατικών ηλεκτρολυτικά υγρά. Αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε φθηνές, ασφαλέστερες μπαταρίες.
Οι μπαταρίες γης είχαν σημαντική ιστορική χρήση. Ο Σκωτσέζος φιλόσοφος Αλέξανδρος Μπάιν εφευρέθηκε η μπαταρία γης το 1841 για να μεταμορφώσει τη ροή του ρεύματος και αυτή η εφεύρεση θα αποτελούσε αργότερα τη βάση της μετάδοσης τηλεγραφών. Περαιτέρω έρευνα με τη χρήση μπαταριών γείωσης θα οδηγούσε σε μεγαλύτερη κατανόηση του ηλεκτρικού πεδίου της Γης, όπως η διαπίστωση ότι τα ρεύματα της Γης ρέουν από νότο προς βορρά.
