Elektrik & Cahaya Dari Sebiji Lemon: 3 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Lebih 200 tahun yang lalu ahli fizik Itali Alessandro Volta mencipta bateri sejati pertama. Dalam eksperimen sains kelas ini kita dapat mencipta semula bateri yang sangat serupa yang diciptakan Volta dengan menggunakan tidak lebih daripada sebiji lemon dan dua kepingan logam. Cukup kuat untuk menyalakan LED, kita benar-benar mencipta cahaya dari lemon!

By the way … Baterai Volta menggunakan tembaga, zink dan kain yang direndam dalam air garam. Dalam eksperimen kami, kami akan menggunakan tembaga, magnesium dan lemon tetapi teorinya sama, kami menggunakan tindak balas kimia untuk membuat elektrik.

Projek ini bertujuan untuk pelajar berumur antara 10-15 tahun (kelas AS 5-9). Pelajar yang lebih tua seharusnya dapat menyelesaikan projek tanpa bantuan dan mengusahakan mengapa litar tidak berfungsi (contohnya sambungan tidak baik antara lemon dll).

Projek ini sesuai untuk kelas Fizik atau Sains Umum tetapi juga boleh dilanjutkan ke kelas IT. Ini akan membuat pelajar anda memikirkan dari mana telefon bimbit mereka mendapat kuasa. Kelas menunjukkan bahawa bateri menggunakan tindak balas kimia untuk membuat arus elektrik.

Bekalan

• Setengah lemon dipotong menjadi 3 bahagian (iaitu 3 x 1/6 lemon)
• Sebilangan wayar tembaga (kira-kira 12 "(20cm)) - ini adalah wayar yang digunakan di soket elektrik rumah anda. Sekiranya anda mengenali juruelektrik, mereka pasti mempunyai banyak potongan yang boleh anda gunakan. Jika tidak, ia boleh didapati di setiap kedai perkakasan.
• Sebilangan pita magnesium (kira-kira 3 "(10cm)) - ini tersedia dalam talian dengan harga sekitar $ 3 untuk satu halaman (1m). Sekiranya anda tidak dapat mendapatkannya, maka kuku" tergalvani "juga akan berfungsi (tetapi tidak begitu baik), ini adalah kuku ditutup dengan zink, kedai perkakasan akan memilikinya. Mereka kelihatan kelabu dan kusam untuk dilihat (iaitu tidak berkilat).
• LED (LED 3v biasa), elakkan Biru kerana kadangkala mereka memerlukan lebih banyak kuasa untuk menyalakannya.

Langkah 1: Sediakan Bahan dan Buat Sel

Ambil 1/2 lemon dan potong 3 bahagian seperti yang ditunjukkan dalam gambar

Selanjutnya potong 2 kepingan dawai tembaga sepanjang 1 ". Pastikan tidak ada pelindung getah di sekitar kabel, mestilah berwarna" tembaga ":-)

Akhirnya 3 keping pita magnesium sepanjang 1 (senang dipotong dengan gunting)

Kami akan membuat 3 bateri kecil (atau "sel"). Setiap bateri terdiri daripada segmen lemon, terminal tembaga dan terminal magnesium.

Mengapa kita memerlukan 3 bateri yang anda minta? Baik setiap bateri akan menghasilkan elektrik sekitar 1 volt, tetapi LED memerlukan sekitar 3 volt elektrik untuk berfungsi. Oleh itu, jika kita memasang 3 bateri berturut-turut, kita akan mempunyai 3 volt, ia pasti sempurna untuk menyalakan LED.

Langkah 2: Wire 3 Bateri secara berturut-turut

Oleh itu, kami mempunyai 3 bateri, sekarang kami perlu menyambungkannya secara berturut-turut.

Yang penting pada tahap ini ialah terminal tembaga dari satu bateri menyambung ke terminal magnesium bateri seterusnya. Cara termudah untuk melakukan ini adalah dengan membengkokkan wayar tembaga sehingga memekat ke magnesium untuk membuat sambungan yang ketat.

Sekiranya anda secara tidak sengaja menyambungkan tembaga ke tembaga atau magnesium ke magnesium setiap bateri, bateri pada dasarnya akan saling membatalkan, seperti meletakkan salah satu bateri di alat kawalan jauh TV anda dengan cara yang salah, alat kawalan jauh tidak akan berfungsi.

Jadi sekarang kami mempunyai 3 bateri berturut-turut.

Langkah 3: Sambungkan LED dan Biarkan Cahaya

Akhirnya kita dapat menyambungkan LED ke terminal paling kiri bateri kiri dan terminal bateri kanan yang paling tepat sehingga litar elektrik dibuat.

Tetapi tunggu - LED sangat khusus mengenai bagaimana penyambungannya. Anda akan melihat bahawa salah satu kaki pada LED lebih panjang daripada yang lain, ini disebut "Anode", ini perlu disambungkan ke sisi positif (+) bateri. Kaki yang lebih pendek disebut "Cathode", ini perlu disambungkan ke sisi negatif (-) bateri.

Tetapi yang mana yang positif dan yang mana terminal negatif pada bateri lemon?

….. tembaga positif (+), jadi sambungkan kaki panjang LED ke wayar tembaga dan sambungkan kaki pendek LED ke terminal magnesium.

Dan mesti LED mesti menyala. Sekiranya anda memberi segmen lemon, anda mungkin akan melihat cahaya LED lebih terang kerana lebih banyak jus akan dikeluarkan menjadikan sambungan lebih baik ke terminal.

Jadi apa ilmu di sebalik sihir ini?

Tindak balas kimia berlaku di antara dua terminal logam yang berbeza (disebut "elektrod"), jus lemon membantu dalam tindak balas (yang disebut "elektrolit"). Semasa tindak balas kimia berlaku beberapa "elektron" tambahan diciptakan yang mengalir di sepanjang litar ke LED. LED kemudian menukar elektron ini menjadi Cahaya.

Lihat apa yang berlaku pada terminal jika anda membiarkan LED tersambung selama beberapa jam - Saya takut anda tidak mencipta bateri yang akan bertahan selamanya!

Anda juga boleh mencuba hanya dengan 2 sel, LED harus menyala tetapi akan lebih malap. Dengan hanya satu sel pasti voltan akan terlalu rendah untuk menyalakan LED tetapi teruskan dan cuba.

Bateri menjadi semakin penting untuk menghidupkan peranti mudah alih & kereta elektrik kita, kelas ini menunjukkan bahawa teknologi bateri telah maju dalam 200 tahun terakhir tetapi masih banyak ruang untuk diperbaiki … mungkin tidak lama lagi telefon bimbit anda hanya akan perlu dicas sekali setahun!

Sekiranya anda tidak dapat mencari pita magnesium:

Akhirnya, jika anda tidak mempunyai magnesium, anda juga boleh mencuba eksperimen menggunakan Zinc seperti yang dilakukan oleh Alessandro Volta dan bukan magnesium (beberapa kuku berlapis seng (disebut "tergalvani") boleh digunakan) tetapi anda mungkin perlu menggunakan lebih dari 3 sel kerana Zink hanya akan menghasilkan kira-kira 0.9 volt setiap sel berbanding lebih 1 volt dengan magnesium.