Kartoffelbatteri: Forståelse for kemisk og elektrisk energi: 13 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

Vidste du, at du kun kan tænde en lyspære med en eller to kartofler? Den kemiske energi mellem de to metaller omdannes til elektrisk energi og skaber et kredsløb ved hjælp af kartoflen! Dette skaber en lille elektrisk ladning, der kan bruges til at tænde et lys.

Denne vejledning er et godt eksempel på, hvordan energi kommer i mange former, og hvordan produkter bruger den energi til at fungere. Kartoffelbatteriet omdanner energi fra kemisk til elektrisk for at gøre det muligt for pæren at fungere (benchmarks C og D).

Følg Faith Davis, Cheyenne Balzer og Spencer White gennem denne vejledning for at lave et batteri af en kartoffel, og forhåbentlig lære noget om brugen af energi og de teknologier, der bruger den!

Trin 1: Saml materialer

• 2 kartofler (kan gøres med mere, hvis du vil have mere kraft)
• 2 øre
• 2 forzinkede søm/skruer (de fleste skruer er allerede forzinket)
• 3 stykker kobbertråd
• en lille LED -pære eller et voltmeter

Trin 2: Fjern kobberledninger til Penny

Du skal sørge for, at du fjerner nok ledning til at vikle sikkert rundt om øre.

Trin 3: Skær et slids i hver kartoffel

Hver spalte skal kunne passe en krone, men det behøver ikke at være præcist, for den kan altid justeres senere!

Trin 4: Pak penny med tråd og kom den i kartoflen

Den trådindpakkede øre skal passe godt ind i den spalte, du lavede tidligere. Dette kan tage lidt justering og lidt kraft for at få kronen i orden.

Trin 5: Skær den anden ende af kobbertråden

På den side, som øre ikke er knyttet til, skal du trimme tråden til den længde, du ønsker mellem den anden kartoffel plus en tomme eller to.

Trin 6: Indsæt den forzinkede skrue i kartoflen

Du vil efterlade nok af skruen til at den anden ende af kobbertråden kan vikle rundt, men stadig have skruen tæt i kartoflen. Sørg for, at skruen ikke går helt igennem din kartoffel! Dette trin tager lidt kraft, og det er lettere, hvis du vrider det ind i stedet for at forsøge at klemme skruen derind.

Trin 7: Pak den anden ende af kobbertråden rundt om skruen

Forbind de to kartofler sammen med ledningen fra øre til skrue.

Trin 8: Gentag trin 2-4

Skær en ny slids for en krone i den anden kartoffel, der allerede har en skrue, og sæt den nye trådindpakkede øre ind i den kartoffel.

Tip: vi klipper alle vores ledninger til at have omtrent samme længde samlet for at gøre tingene lettere senere.

Trin 9: Gentag trin 6-7

Sæt en skrue i kartoflen, der kun har en krone, og fastgør en ny ledning til skruen.

Trin 10: Gennemgå forbindelser

I sidste ende er det sådan forbindelserne skal se ud. Se omhyggeligt på siderne af kartoflerne. Hver kartoffel i batteriet skal have en zinkside (skrue) og en kobberside (øre) med ledninger fastgjort.

Forlad to ledninger, en går til en krone og en til en skrue. Disse ledninger tilsluttes lyspæren eller voltmeteret.

Tip: Hvis du vil tilføje flere kartofler for mere kraft, skal du følge dette mønster! Hver kartoffel skal have en skrue og en krone!

Trin 11: Test dit batteri

Læg den blottede ledning på bunden af pæren eller til voltmeterne for at se dit batteri i aktion!

Tip: For kun to kartofler fandt vi ud af, at den ikke producerede nok strøm til en lyspære. Vi endte med at tilføje flere kartofler, efter at vi opdagede dette.

Trin 12: Reflekter og lær

Hvordan det virker:

Et kartoffelbatteri er en type batteri, der er kendt som en elektrokemisk celle. Kemikalierne zink og kobber (i skruen og øre/tråd) reagerer med hinanden, hvilket producerer kemisk energi. Denne kemiske energi omdannes til elektrisk energi ved en spontan elektronoverførsel.

Kartoflen fungerer som en buffer og en elektrolyt for de to metaller. Det betyder, at det adskiller zink og kobber, hvilket tvinger elektronerne til at forsøge at komme fra det ene metal til det andet for at rejse gennem kartoflen og danne et kredsløb. Elektronerne er i stand til at flyde gennem kartoflen, fordi den fungerer som en elektrolyt. De to metaller ville stadig reagere, hvis de bare rørte ved hinanden uden kartoflen, men uden barrieren og elektrolytten ville energien frigivet fra reaktionen ikke danne et kredsløb, hvilket er det, der får strøm til pæren.

Når de to ledninger er fastgjort til pæren, fuldender dette kredsløb og tænder lyset!

Trin 13: Vores læringsproces

Problemer, vi løste: Da vi fandt ud af, at to batterier ikke kunne drive vores lyspære, var vi skuffede over udsigten til kun at vise kartoffelens energi gennem voltmeteret. For at løse dette besluttede vi at tilføje flere kartofler. Da det ikke virkede, fandt vi en LED -pære i stedet for den almindelige, glødelampe, vi oprindeligt brugte. Endelig tændte lyset med fire kartofler og en effektiv LED -pære, hvorfor vi tilføjede muligheden for at vedhæfte flere kartofler til instruktionerne, og hvorfor vores materialer siger at bruge en LED -pære, selvom vores billede inkluderer glødelampen.

Andre ideer: Vi legede lidt med et par ideer, inden vi besluttede at lave en kartoffeldrevet pære og forklarede, hvordan og hvorfor det virkede. Vi tænkte på at lave en lille vindmølle eller vandmølle for at producere elektricitet og talte specifikt om benchmark M eller I, men besluttede os imod det, hovedsageligt fordi Spencer havde forudgående viden om, hvordan man får kartoffelbatteriet til at fungere. Derudover ville vi prøve at bruge kartoflen til at oplade vores telefoner, men fandt ud af, at det ville tage alt for mange kartofler, end vi havde råd til. Til sidst var vi alle glade for at forklare energi i forhold til benchmark C og D gennem eksemplet på et kartoffelbatteri.