Löytyyään autiomaa saarelta, nykyaikainen Robinson voi nauttia nautinnosta soittimen, älypuhelimen tai taskulampun käytöstä, jos hän pystyy hankkimaan sähköä kookospähkinöistä ja banaaneista.
Varmasti monet fysiikan kursseista muistavat tai ovat kuulleet, että tavallisista perunoista, ei vain niistä, voit saada sähköä.
Mitä tähän tarvitaan ja onko tällä tavoin mahdollista sytyttää pienitehoinen taskulamppu, LED-kello, jonka virta saa pyöreitä 1-2 voltin paristoja, tai saada radiovastaanotin toimimaan?
Ja kyllä ja ei, katsotaanpa tarkemmin.
Ymmärtääksesi, että perunan jännite ei ole fiktio, mutta todella todellinen asia, riittää, että kiinnität terävät anturit yleismittarista yhdeksi perunaksi ja näet heti ruudulla useita millivoltteja.
Jos esimerkiksi vaikeutat suunnittelua, aseta esimerkiksi kuparielektrodi tai pronssikolikko mukulaan toisella puolella ja jotain alumiinia tai sinkittyä toisella puolella, jännitetaso nousee huomattavasti.
Perunamehu sisältää liuenneita suoloja ja happoja, jotka ovat olennaisesti luonnollista elektrolyyttiä.
Mainosvideo:
Muuten, sitruunat, appelsiinit, omenat voidaan käyttää yhtä menestyksekkäästi. Siten kaikki nämä tuotteet voivat ruokkia ihmisten lisäksi myös sähkölaitteita.
Tällaisten hedelmien ja vihannesten sisällä, hapettumisen takia, elektronit pakenevat upotetusta anodista (galvanoitu kosketin). Ja heitä houkuttelee toinen kontakti - kupari. Älä kuitenkaan sekoita, sähköä ei tuoteta täällä suoraan perunoista. Se tuotetaan hyvin juuri kolmen elementin välisten kemiallisten prosessien ansiosta:
- sinkki
- kupari
- happo
Ja sinkkikontakti toimii tässä kulutustarvikkeena. Kaikki elektronit virtaavat siitä pois. Tietyissä olosuhteissa jopa maaperä voi tuottaa sähköä. Tärkein edellytys on sen happamuus.
Maadoitettu akku
Maaperän lisääntynyt happamuus on ongelma agronomikoille, mutta ilo sähköinsinöörille. Maan vety- ja alumiini-ionien pito antaa sinun kirjaimellisesti kiinnittää kaksi sauvaa (kuten yleensä, sinkkiä ja kuparia) kattilaan ja saada sähköä. Tuloksemme on 0,2 V. Tuloksen parantamiseksi maaperää tulisi kastaa.
On tärkeää ymmärtää, että sähköä ei tuoteta sitruunasta tai perunoista. Tämä ei ole ollenkaan orgaanisten molekyylien kemiallisten sidosten energiaa, jonka elimistömme absorboi ruuan kulutuksen seurauksena. Sähkö syntyy kemiallisissa reaktioissa, joihin liittyy sinkkiä, kuparia ja happoa, ja akumme sisällä naula on kulutushyödyke.
Pariston kokoaminen perunoista
Joten tässä on mitä sinun täytyy koota enemmän tai vähemmän kapasitiivinen akku:
Perunoita, useita paloja, koska yhdestä on vähän hyötyä.
Kupari, mieluiten yhden ytimen johdot, mitä suurempi poikkileikkaus, sitä parempi.
Galvanoidut ja kupariset naulat tai ruuvit (vain lankaa voidaan käyttää).
Kynnet ovat pääroolissa sähkön tuotannossa taskulampulle, galvanoidut naulat ovat negatiivinen kosketin (anodi), kuparipinnoitetut kynnet ovat plus (katodi).
Jos käytät sinkittyjen sijasta yksinkertaisia nauloja, menetät jopa 40-50% jännitystä. Mutta vaihtoehtoisena se toimii edelleen.
Sama koskee alumiinilangan käyttöä naulojen sijasta. Samanaikaisesti yhden perunan elektrodien välisen etäisyyden lisääntymisellä ei ole erityistä merkitystä.
Ota kuparijohdot (yksisydän), joiden poikkileikkaus on 1,5 - 2,5 mm2, pituus 10-15 cm. Poista ne eristyksestä ja kiinnitä neilikka.
Parasta on tietysti juottaa, silloin jännitehäviöt ovat paljon pienemmät.
Yksi kuparinaula langan toisella puolella ja galvanoitu toisella.
Seuraavaksi aseta perunat paikalleen ja kiinnitä naulat johdonmukaisesti niihin. Tässä tapauksessa jokaisessa mukulassa on kiinnitetty erilaisia nauloja erilaisista lankapareista. Toisin sanoen jokaisessa perunassa pitäisi olla yksi sinkki- ja yksi kuparikontakti.
Eri mukulat on kytketty toisiinsa, vain eri materiaaleista - kupari + sinkki - kupari + sinkki, tehtyjen naulojen kautta.
Jännitteen mittaukset
Oletetaan, että sinulla on kolme perunaa, ja kytket ne yhteen edellä kuvatulla tavalla. Käytä yleismittaria selvittääksesi, mikä on jännite.
Kytke se tasajännitteen mittaustilaan ja kytke mittausanturit äärimmäisen perunan johtimiin, ts. alkuperäiseen positiiviseen koskettimeen (kupari) ja lopulliseen negatiiviseen koskettimeen (sinkki).
Jopa kolme keskikokoista perunaa voi tuottaa melkein 1,5 volttia.
Jos kuitenkin vähennä kaikki siirtymävastukset maksimaalisesti, ja tätä varten:
- Älä käytä naulaa kuparielektrodina, vaan juuri sitä johtoa, johon piiri on koottu
- käytä juottamista kontakteissa
silloin vain 4 perunaa pystyy tuottamaan jopa 12 voltin!
Jos halpa taskulamppu saa virtaa kolmella AA-paristolla, tarvitset noin 5 volttia hehkua onnistuneesti. Toisin sanoen, kun käytät tavallisia johtoja, tarvitset vähintään kolme kertaa enemmän perunoita.
Tätä varten, muuten, ei ole tarpeen etsiä ylimääräisiä mukuloita, riittää, kun leikataan olemassa olevat osa useiksi osiksi veitsellä. Suorita sitten sama menettely johtimilla ja nastoilla.
Aseta yksi galvanoitu ja yksi kuparitappi jokaiseen leikattuun mukulaan. Seurauksena on täysin mahdollista saada vakiojännite, joka on yli 5,5 V.
Onko teoriassa mahdollista saada 5 volttia yhdestä perunasta ja samalla varmistaa, että koko kokoonpano ei ole suurempi kuin sormen akku? Se on mahdollista ja erittäin helppoa.
Leikkaa pienet ydinpalat perunoista ja aseta ne litteiden elektrodien väliin, esimerkiksi eri metallien kolikot (pronssi, sinkki, alumiini).
Loppujen lopuksi sinun pitäisi päätyä jotain voileipä. Jopa yksi kappale sellaisesta kokoonpanosta pystyy toimittamaan jopa 0,5 V: n virran!
Ja jos kerät useita niistä yhdessä, niin vaadittava arvo, joka on jopa 5 V, saadaan helposti ulostulosta.
Nykyinen vahvuus
Vaikuttaa siltä, että kaikki tavoite on saavutettu, ja on vain löydettävä tapa kytkeä johdotus taskulampun tai LEDien virtakoskettimiin.
Kuitenkin, kun olet suorittanut tämän toimenpiteen ja koonnut useiden korttien heikon rakenteen, olet erittäin pettynyt lopputulokseen.
Pienitehoiset LEDit tietysti hehkuvat, kun sait silti jännitettä. Niiden hehkuvuuden vaaleustaso on kuitenkin katastrofaalisesti himmeä. Miksi tämä tapahtuu?
Koska valitettavasti tällainen galvaaninen kenno antaa vähäisen virran. Se on niin pieni, etteivät kaikki yleismittarit pysty mittaamaan sitä.
Joku ajattelee, että koska virtaa ei ole tarpeeksi, sinun on lisättävä lisää perunoita ja kaikki onnistuu.
Tietysti mukuloiden merkittävä lisääminen lisää käyttöjännitettä.
Kun kymmeniä ja satoja perunoita kytketään sarjaan, jännite kasvaa, mutta tärkeintä ei ole - riittävä kapasiteetti virran lujuuden lisäämiseksi.
Ja kaikki tämä muotoilu ei ole rationaalisesti sopiva.
Käytännöllinen tapa keitettyjen perunoiden kanssa
Mutta silti, onko olemassa yksinkertaista tapaa lisätä tällaisen akun virtaa ja pienentää sen kokoa? Kyllä on.
Jos esimerkiksi käytät tähän tarkoitukseen raakaa, mutta keitettyä perunaa, niin tällaisen sähkölähteen teho kasvaa useita kertoja!
Käytä vanhaa C (R14) tai D (R20) akkua käteväksi kompaktiksi muotoiluksi.
Poista kaikki sisältö sisäpuolelta (tietysti grafiittitankoa lukuun ottamatta).
Täyttämisen sijaan täytä koko tila keitetyillä perunoilla.
Asenna sitten akku päinvastaisessa järjestyksessä.
Vanhan akkukotelon sinkkiosalla on tässä keskeinen merkitys.
Sisäseinien kokonaispinta-ala on paljon suurempi kuin vain juuttuneet neilikat raakaperunoiksi.
Siksi suuri teho ja tehokkuus.
Yksi tällainen virtalähde tuottaisi helposti lähes 1,5 volttia, kuten pieni AA-paristo.
Mutta tärkein asia meille ei ole volttia, vaan milliamppeja. Joten sellainen "keitetty" päivitys pystyy tarjoamaan jopa 80 mA: n virran.
Nämä paristot voivat antaa virran vastaanottimelle tai elektroniselle LED-kellolle.
Lisäksi koko kokoonpano ei toimi sekuntia, vaan useita minuutteja (jopa kymmenen). Lisää paristoja ja perunoita, enemmän akun käyttöikää.
Sitruuna-akku
Asettiset akut. Jääkuutualusta voi auttaa sinua suunnittelemaan monisoluisen akun, jossa on etikkaa elektrolyyttinä. Käytä galvanoituja ruuveja ja kuparilankaa elektrodina. Kun olet täyttänyt akun etikalla ja liittänyt siihen LED-lampun, kokeile vähitellen täyttää ja sekoittaa ruokasuolaa soluissa: hehkuuden kirkkaus kasvaa silmämme edessä.
Mehut hedelmät, nuoret perunat ja muut ruuat voivat toimia ruuana paitsi ihmisille myös sähkölaitteille. Jotta heiltä saataisiin sähköä, tarvitset galvanoidun naulan tai ruuvin (eli melkein minkä tahansa naulan tai ruuvin) ja palan kuparilankaa. Sähkön läsnäolon kirjaamiseksi on hyödyllinen kotitalouksien yleismittari, ja LED-lamppu tai jopa paristoilla toimiva tuuletin auttaa osoittamaan menestyksen selkeämmin.
Mashi sitruuna käsissäsi hajottaaksesi sisäiset väliseinät, mutta älä vahingoita kuorta. Aseta naula (ruuvi) ja kuparilanka niin, että elektrodit ovat mahdollisimman lähellä toisiaan, mutta eivät kosketa. Mitä lähempänä elektrodeja on, sitä vähemmän on todennäköistä, että ne erotetaan väliseinällä hedelmän sisällä. Kummasta puolestaan, sitä parempi on akun sisällä olevien elektrodien välinen ioninvaihto, sitä suurempi on sen teho.
Kokeen ydin oli sijoittaa kupari- ja sinkki-elektrodit happamaan ympäristöön, olipa se sitten sitruuna- tai etikkahaude. Naula toimii negatiivisena elektrodina tai anodina. Kuparilanka on merkitty positiiviseksi elektrodiksi tai katodiksi.
Happamassa ympäristössä anodin pinnalla tapahtuu hapettumisreaktio, jonka aikana vapautuu vapaita elektroneja. Jokainen sinkkiatomi jättää kaksi elektronia. Kupari on vahva hapettava aine ja se voi houkutella sinkin vapauttamia elektroneja. Jos suljet sähköpiirin (kytket lampun tai yleismittarin improvisoituun akkuun), elektronit virtaavat anodista katodiin sen läpi, ts. Virtapiiri näyttää sähköä.