Polarita projektov pomocou zemiakov

Projekty polarity, ktoré zahŕňajú zemiaky, umožňujú študentom experimentovať s elektrolýzou alebo prenosom elektrického náboja vodivými kvapalinami, ktoré spôsobujú chemické zmeny. Tieto vodivé kvapaliny sú známe ako elektrolyty. Študenti tiež môžu pomocou medených drôtov, batérií a zemiakov vykonať jednoduché testy polarity alebo toku elektrónov zo záporného do kladného pólu. Môžu postúpiť do vytvárania zemiakových batérií, ktoré napájajú elektrické zariadenia.

Zhromaždite dva, 6 palcov dlhé medené drôty izolované plastom, D-článkovú batériu, zemiak, pásku, nôž a nožnice. Pomocou nožníc odizolujte z koncov drôtu asi 1 1/2 palca izolácie. Vložte batériu nabok. Jeden vodič prilepte na kladnú stranu batérie a druhý vodič na zápornú stranu batérie, ktorá je plochá. Zemiak nakrájajte na polovice. Vložte odizolované konce medených drôtov do dužiny zemiakov v hĺbke najmenej troch centimetrov. Sledujte, ako elektróny, ktoré vytekajú zo zápornej strany batérie a cez drôt do zemiakov, sfarbia zemiak na zeleno. Dávajte pozor na bubliny, ktoré sa tvoria v zemiakoch vedľa konca drôtu pripojeného k pozitívnej strane batérie. Zvážte, ako zemiak funguje ako elektrolyt, ktorý vedie elektrický prúd medzi pozitívnou a negatívnou polaritou.

Zhromaždite zemiak, voltmetr, brúsny papier, veľký pozinkovaný klinec a dvojpalcový medený drôt s rozmermi 12 alebo 14. Oškrabte drôt a klinec brúsnym papierom, kým nebudú svietiť. Vložte klinček a drôt asi jeden palec do zemiakov a umiestnite ich o palec od seba. Nastavte voltmetr na najnižšie jednosmerné napätie. Vložte červený kábel do zásuvky pre kladné napätie a čierny kábel do zápornej zásuvky. Pri zapnutom voltmetri sa pomocou červeného kábla dotknite medeného drôtu a čierneho kábla nechtu. Zaznamenajte množstvo napätia, ktoré zemiaky vyprodukovali z hodnoty voltmetra.

Zhromaždite dva kusy ťažkého medeného drôtu, dva pozinkované nechty, dva zemiaky, tri krokosvorky, navzájom spojené drôtom a nízkonapäťovými LED hodinami. Vyberte batériu z hodín, všímajte si polohy kladných a záporných koncov batérie v priehradke. Označte zemiaky ako „A“ a „B.“ Do každého zemiaka zasuňte klinček a medený drôt a umiestnite ich čo najďalej od seba. Pripojte medený drôt v zemiaku A ku kladnému pólu v priehradke na batérie pomocou krokosvorky. Pripojte klinec v zemiaku B k zápornému vývodu priehradky pomocou krokosvorky. Klinec v zemiaku A pripojte k drôtu v zemiaku B pomocou tretej aligátorovej spony. Sledujte, ako sa zapínajú hodiny, a nastavte čas. Zvážte, ako sa chemická energia zemiakov premieňa na elektrickú energiu ako ióny zinku z nechtu reagujú s iónmi medi z drôtu, čo vedie k toku elektrónov cez medený drôt a do hodiny.

Použite multimetr, ktorý meria napätie, prúd a odpor obvodu produkovaného zemiakmi batérie vo vyššie uvedenom experimente odhadnúť, koľko zemiakov by bolo potrebných na napájanie rôznych predmety. Ak jeden zemiak vyprodukuje 0,8 voltu, koľko zemiakov budete musieť do série pridať, aby ste rozsvietili žiarovku 1,5 voltu? Koľko zemiakov je potrebných na zapnutie 5-voltových digitálnych hodín? Experimentujte s rozdielom medzi prúdom a napätím a veľkosťou a počtom zemiakov použitých na výrobu batérie. Všimnite si, ako veľkosť prúdu závisí od veľkosti jednotlivého zemiaka, zatiaľ čo veľkosť napätia súvisí s počtom zemiakov použitých na vytvorenie série.