Ви можете побудувати саморобний акумулятор з різних деталей, що лежать навколо вашого будинку. Простий саморобний акумулятор може показати вам, як електрика протікає через предмети від позитивного до негативного кінців акумулятора.
Ви можете бути здивовані, наскільки корисними можуть бути ваші предмети побуту для створення чогось, що спочатку може здатися, що воно може бути створене лише на заводі. Хоча цей метод не буде точно такими ж хімічними реакціями, що йдуть у фабричних батареях, він може показати вам потужність електрики загалом.
Створення саморобного акумулятора
Ви можете створити основи саморобного акумулятора, використовуючи землю, монетку або соляну батарею. Ці саморобні акумулятори використовуватимуть хімічну реакцію для створення електричного струму. Ви можете побудувати цей струм за допомогою основних матеріалів, що лежать у вашому власному будинку разом з електролітичним розчином.
Поради
Ви можете створити земні батареї, монетні батареї та соляні батареї, використовуючи основні принципи електроенергії, за допомогою цих посібників для самостійної роботи.
Однак використовуйте запобіжні заходи. Ці акумулятори невеликі і прості, але уникайте дотику до обох проводів, що з’єднують кінці батареї одночасно. Під час обрізання проводів або перевірки напруги або струму в струмі будьте обережні, щоб не замикати акумулятор або не нашкодити собі через електрику чи тепло.
Підготовка до земної батареї
Ви можете виготовити заземлювальні батареї з електродів, виготовлених з металів, які можуть проводити електричний струм один через одного. Ці метали можуть працювати, коли вони знаходяться в самій землі, даючи цьому типу батареї назву. Вам потрібно буде перебувати на вулиці в той час, коли немає будь-якої шкідливої погоди, наприклад, сильного дощу або грози.
Також вам знадобляться 12 мідних цвяхів (або стрижнів), які будуть поміщені в землю, 12 оцинкованих алюмінієвих цвяхів (або стрижнів), мідний дріт і конденсатори високої вартості. Крім того, вам знадобляться вольтметр і дроторізи. Ви також можете додатково використовувати вимірювальну стрічку, алюмінієву фольгу та компас для більш точних розрахунків при створенні акумулятора.
Перш ніж копати у своєму дворі, переконайтеся, що у вас є дозвіл від місцевих комунальних служб або інших осіб, які є власником власності. З міркувань безпеки ви можете навіть подумати лише про копання глибини на кілька сантиметрів.
Виготовлення земної батареї
Для виготовлення заземлювальних електродів за допомогою дроторізів зніміть з мідного дроту приблизно 1,5 дюйма ізоляції. Обмотайте смужки дроту навколо алюмінієвих і мідних цвяхів. Потім ви вставляєте електроди і приєднуєте до них провідники мультиметра. Встановіть для мультиметра значення постійного або змінного струму залежно від струму, який ви плануєте використовувати.
Щоб створити найпростіший земляний акумулятор, одноклітинний, ви можете почати, прибиваючи один мідний цвях та один алюмінієвий цвях у землю на кілька футів один від одного. З’єднайте їх за допомогою мідного дроту. Переконайтеся, що дріт намотаний щільно і надійно навколо головки кожного з цвяхів. Перевірте мультиметр, чи можна читати струм.
Щільне намотування алюмінієвої фольги навколо проводів може забезпечити більш ретельний спосіб передачі заряду між цвяхами. Щоб створити більш складну, багатоелементну батарею, ви можете використовувати всі 12 алюмінієвих та мідних елементів, розташованих один за одним, з'єднаних між собою в послідовний ланцюг, що чергується між алюмінієм та міддю. Кожна з’єднана пара цвяхів у цьому випадку є клітиною.
Оскільки потужність земної батареї залежить від вмісту іонів у земному грунті, вона працює лише в деяких частинах суші. Природні електричні струми, що протікають через землю від заліза та інших іонних металів у землі, можуть створювати природну електрику.
Створення монетної батареї
Побудова монетної батареї - ще один простий, простий спосіб демонстрації струму та напруги в батареї. Для цього вам знадобиться кілька мідних копійок, шматок алюмінієвої фольги, шматочок мокрої тканини або картону, ножиці, сіль, мультиметр і миска з водою. Ви також можете за бажанням використовувати оцет як електроліт. Щоб копійка була виготовлена з міді, переконайтеся, що вона була вироблена після 1982 року.
Візьміть паперовий рушник або мокру тканину або картон і покладіть на нього монету, щоб ви могли вирізати її форму з паперового рушника або мокрого матеріалу. Щоб створити електроліт, змішайте кілька чайних ложок солі в мисці з водою, поки вона не розчиниться. Якщо у вас є оцет, ви можете використовувати його як слабкий електроліт.
Занурте мокру тканину або тканину в чашу з електролітом і вийміть її через дві хвилини. Змочіть з нього зайву воду. Загорніть одну копійку в алюмінієву фольгу і виріжте її форму. Потім ви можете додати змочений матеріал до алюмінієвої фольги і покласти на нього монету. Це ваша основна комірка акумулятора.
Створіть стільки батарейок, скільки захочете, і складіть їх один на одного. Ви можете перевірити, чи працює акумулятор, підключивши мультиметр до обох кінців або поставивши невеликий світлодіодний індикатор, який увімкнеться за наявності електричного струму. Подумайте, чим подібне розташування подібне до багатоклітинного розташування земних батарей.
Побудова соляної батареї
Подібно до монетної батареї, сольові батареї виготовляються з чвертю. Цього разу вам знадобиться поршень шприца, 12 залізних або цинкових гвинтів, смужки паперу та наждачного паперу, сіль, вода, мультиметр, викрутка, світлодіодні ліхтарі, ізоляційний матеріал, такий як пластик або картон, та мідний дріт. За допомогою наждачного паперу зніміть ізоляцію мідного дроту, якщо вона є.
Накрутіть одну із смужок паперу навколо гвинта і накрутіть мідний дріт навколо цвяха 30-40 разів для всіх 12 ваших гвинтів. Переконайтесь, що мідний дріт безпосередньо не торкається цвяха, а, навпаки, лежить на смужці паперу.
За допомогою поршня шприца зробіть шість отворів на одній стороні ізоляційного матеріалу. За допомогою викрутки просуньте кожен гвинт крізь ізоляційний матеріал у вигляді сітки. Ця установка буде основою того, як електричний струм протікає по ланцюгу. З’єднайте їх за допомогою мідного дроту надійно і щільно.
Занурте батарею в солону воду на кілька хвилин, щоб вона могла проводити електрику. Виймаючи його з водяної бані, можна за допомогою мультиметра перевірити напругу акумулятора.
Застосування цих акумуляторів
Хоча ці експерименти є простими та елементарними, явища, які вони ілюструють, можуть мати практичне застосування у використанні води для недорогих акумуляторних батарей у майбутньому. Дослідження електролітичного матеріалу у фізиці та хімії можуть дозволити вченим використовувати сольові розчини як основу для батарей.
Нинішнім недоліком використання води як електроліту для акумуляторів є те, що вона не подає майже стільки напруги, як іонні елементи літію або подібні хімічні елементи в батареях. Недавні дослідження намагалися подолати цю перешкоду.
Дослідження швейцарської Федеральної лабораторії з матеріалознавства та технологій нещодавно привели до відкриття того, що використання FSI натрію (біс (фторсульфоніл) імід) як основа для сольового розчину має електрохімічну стабільність до 2,6 вольт - майже вдвічі більше, ніж у інших водних електролітичні рідини. Це може призвести до недорогих, безпечних акумуляторів.
Земні батареї мали значне історичне використання. Шотландський філософ Олександр Бейн винайшов земну батарею в 1841 році для перетворення потоку струму, і цей винахід згодом ляже в основу телеграфної передачі. Подальші дослідження з використанням земних батарей призведуть до глибшого розуміння електричного поля Землі, наприклад, виявлення того, що течії Землі течуть з півдня на північ.