Puoi costruire una batteria fatta in casa da varie parti che si trovano intorno alla tua casa. Una semplice batteria fai-da-te può mostrarti come l'elettricità scorre attraverso gli oggetti dalle estremità positive a quelle negative della batteria.
Potresti essere sorpreso di quanto possano essere utili i tuoi oggetti domestici per creare qualcosa che inizialmente potrebbe sembrare che possa essere creato solo in una fabbrica. Sebbene questo metodo non coincida esattamente con le stesse reazioni chimiche che si verificano nelle batterie fabbricate in fabbrica, può mostrarti la potenza dell'elettricità in generale.
Costruire una batteria fatta in casa
Puoi creare le basi di una batteria fatta in casa usando una batteria di terra, una batteria a bottone o una batteria al sale. Queste batterie fatte in casa utilizzeranno una reazione chimica per creare una corrente elettrica. Puoi costruire questa corrente attraverso materiali di base che si trovano a casa tua insieme a una soluzione elettrolitica.
Suggerimenti
Puoi creare batterie di terra, batterie a bottone e batterie al sale utilizzando i principi di base dell'elettricità attraverso questi tutorial fai-da-te.
Usa precauzione, però. Queste batterie sono piccole e semplici, ma evita di toccare contemporaneamente entrambi i fili che collegano le estremità della batteria. Quando si tagliano i cavi o si prova la tensione o la corrente nella corrente, fare molta attenzione a non cortocircuitare la batteria o ferirsi a causa dell'elettricità o del calore.
Preparazione della batteria di terra
Puoi realizzare batterie di terra da elettrodi fatti di metalli che possono condurre una corrente elettrica l'uno attraverso l'altro. Questi metalli possono funzionare quando sono nel terreno stesso, dando il nome a questo tipo di batteria. Dovrai stare all'aperto in un momento in cui non ci sono condizioni meteorologiche pericolose come forti piogge o temporali.
Avrai anche bisogno di 12 chiodi (o barre) di rame che verranno posizionati nel terreno, 12 chiodi (o barre) di alluminio zincato, filo di rame e condensatori di alto valore. Inoltre, avrai bisogno di un voltmetro e tronchesi. Puoi anche utilizzare facoltativamente un metro a nastro, un foglio di alluminio e una bussola per calcoli più raffinati durante la creazione della batteria.
Prima di scavare nel tuo giardino, assicurati di avere il permesso dei servizi pubblici locali o di altri proprietari della proprietà. Per motivi di sicurezza, potresti anche considerare di scavare solo a pochi centimetri di profondità.
Fare una batteria terrestre
Per realizzare gli elettrodi di terra, utilizzare le tronchesi per rimuovere circa 1,5 pollici di isolamento dal filo di rame. Avvolgi le strisce di filo attorno ai chiodi di alluminio e rame. Quindi, si inseriscono gli elettrodi e si collegano i cavi del multimetro. Imposta il multimetro su CC o CA a seconda della corrente che prevedi di utilizzare.
Per creare la batteria di terra più semplice, un tipo a cella singola, puoi iniziare inchiodando un chiodo di rame e un chiodo di alluminio nel terreno a diversi piedi di distanza. Collegali usando il tuo filo di rame. Assicurati che il filo sia avvolto saldamente e saldamente attorno alle teste di ciascuno dei chiodi. Controlla il multimetro per vedere se riesci a leggere la corrente.
Avvolgere saldamente un foglio di alluminio attorno ai fili può darti un modo più completo di inviare la carica tra le unghie. Per creare una batteria a più celle più complicata, puoi utilizzare tutte e 12 le celle in alluminio e rame disposte una collegata all'altra in un circuito in serie alternato tra alluminio e rame. Ogni paio di chiodi collegati è una cella in questo caso.
Poiché la potenza di una batteria terrestre dipende dal contenuto di ioni del suolo terrestre, funziona solo in alcune parti del terreno. Le correnti elettriche naturali che fluiscono attraverso il terreno dal ferro e da altri metalli ionici nel terreno possono creare elettricità naturale.
Costruire una batteria a bottone
Costruire una batteria a bottone è un altro modo semplice e diretto per dimostrare la corrente e la tensione in una batteria. Per questo, avrai bisogno di pochi centesimi di rame, un pezzo di carta stagnola, un pezzo di carta o cartone bagnato, forbici, sale, un multimetro e una ciotola d'acqua. Puoi anche usare facoltativamente l'aceto come elettrolita. Per assicurarti che il centesimo sia fatto di rame, assicurati che sia stato prodotto dopo il 1982.
Prendi il tovagliolo di carta o il fazzoletto bagnato o il cartone e posizionaci sopra la moneta in modo da poterne ritagliare la forma dal tovagliolo di carta o dal materiale bagnato. Per creare l'elettrolita, mescola alcuni cucchiaini di sale nella ciotola dell'acqua finché non si dissolve. Se hai dell'aceto, puoi usarlo come un elettrolita debole.
Immergere il tessuto o il fazzoletto bagnato nella ciotola dell'elettrolita ed estrarlo dopo due minuti. Rimuovere l'acqua in eccesso da esso. Avvolgere un centesimo in un foglio di alluminio e ritagliarne la forma. Quindi, puoi aggiungere il materiale imbevuto al foglio di alluminio e metterci sopra la moneta. Questa è la tua cella di base della batteria.
Crea tutte le celle della batteria che desideri e impilale una sull'altra. Puoi verificare se la tua batteria funziona agganciando un multimetro a entrambe le estremità o posizionando una piccola luce LED che si accenderà in presenza di corrente elettrica. Pensa a come questa disposizione è simile alla disposizione multicellulare delle batterie terrestri.
Costruire una batteria al sale
Simile alla batteria a bottone, le batterie al sale sono realizzate con un quarto. Questa volta avrai bisogno di un pistone per siringa, 12 viti in ferro o zinco, strisce di carta e carta vetrata, sale, acqua, un multimetro, un cacciavite, luci a LED, un materiale isolante come plastica o cartone e un filo di rame. Usa la carta vetrata per rimuovere l'isolamento del filo di rame, se presente.
Avvolgi saldamente una delle strisce di carta attorno a una vite e avvolgi il filo di rame attorno al chiodo da 30 a 40 volte per tutte e 12 le viti. Assicurati che il filo di rame non tocchi direttamente l'unghia, ma, piuttosto, poggi sulla striscia di carta.
Utilizzare il pistone della siringa per praticare sei fori su un lato del materiale isolante. Utilizzare il cacciavite per spingere ciascuna vite attraverso il materiale isolante formando una griglia. Questa configurazione sarà la base di come la corrente elettrica scorre attraverso il circuito. Collegali usando il filo di rame in modo sicuro e stretto.
Immergere la batteria in acqua salata per alcuni minuti in modo che possa condurre elettricità. Quando lo rimuovi dal bagnomaria, puoi usare un multimetro per controllare la tensione della batteria.
Applicazioni di queste batterie
Sebbene questi esperimenti siano semplici e rudimentali, i fenomeni che illustrano potrebbero avere applicazioni pratiche nell'uso dell'acqua per batterie ricaricabili economiche in futuro. La ricerca sul materiale elettrolitico in fisica e chimica può consentire agli scienziati di utilizzare soluzioni saline come base per le batterie.
L'attuale svantaggio dell'uso dell'acqua come elettrolita per le batterie è che non fornisce la stessa tensione delle celle agli ioni di litio o delle celle chimiche simili nelle batterie. Recenti ricerche hanno tentato di superare questo ostacolo.
Una ricerca presso i Laboratori federali svizzeri per la scienza e la tecnologia dei materiali ha recentemente portato alla scoperta che l'utilizzo di sodio FSI (fluorosulfonil) imide) come base per la soluzione salina ha una stabilità elettrochimica fino a 2,6 volt - quasi il doppio di quella di altre soluzioni acquose fluidi elettrolitici. Ciò potrebbe portare a batterie economiche e più sicure.
Le batterie terrestri hanno avuto un notevole uso storico. Il filosofo scozzese Alexander Bain inventò la batteria terrestre nel 1841 per trasformare il flusso di corrente, e questa invenzione avrebbe poi costituito la base della trasmissione telegrafica. Ulteriori ricerche che utilizzano batterie terrestri porterebbero a una maggiore comprensione del campo elettrico terrestre, come la scoperta che le correnti terrestri scorrono da sud a nord.