Che cos'è una batteria al limone?
Una batteria al limone è un classico esperimento scientifico utilizzato per dimostrare le basi di un sistema di batterie chimiche. Per condurre questo esperimento, uno scienziato ha bisogno di un limone molto succoso, un chiodo d'acciaio zincato o zincato e una moneta di rame pulita o una sezione di cablaggio di rame domestico. Lo scienziato che produce la batteria ha anche bisogno di un filo con fermagli a coccodrillo ad ogni estremità e un voltmetro sensibile. I voltmetri si trovano di solito nella sezione di alimentazione elettrica di un negozio di ferramenta, un negozio di hobby elettronico o un centro di miglioramento domestico. Piccoli diodi a emissione di luce (LED) e altri dispositivi elettrici possono anche essere utilizzati per testare una batteria al limone, anche se questo in genere richiede limoni aggiuntivi.
Come funziona
Una batteria al limone si basa su elettroni e una reazione chimica che si verifica quando i metalli vengono introdotti in una miscela acida. Il limone contiene una quantità significativa di succo acido, che nella terminologia scientifica è un "elettrolita". L'acido in un elettrolita aiuta a scomporre la struttura atomica dei metalli, come rame e zinco, causando il rilascio di singoli elettroni. Quando uno scienziato crea un circuito, collegando i due metalli con un conduttore, gli elettroni lo attraversano come una carica elettrica, che può essere rilevata su un voltmetro o un altro dispositivo.
Rendere la batteria
Innanzitutto, lo scienziato che crea una batteria al limone dovrebbe inserire attentamente la moneta di rame o il cablaggio di rame domestico in un'estremità del limone, quindi inserire il chiodo zincato nell'estremità opposta. È importante che lo scienziato faccia questo per assicurarsi che i due metalli non entrino in contatto tra loro. Ciò chiuderebbe il circuito e trattenere i metalli mentre si toccano potrebbe provocare una leggera scossa elettrica.
Creare la carica
L'unghia e la moneta sono ora diventati elettrodi. Sia il rame che lo zinco consentono agli elettroni di fluire attraverso di loro, il che significa che sono considerati eccellenti conduttori di elettricità. La moneta o filo di rame è considerato un elettrodo positivo (+), mentre il chiodo zincato è un elettrodo negativo (-).
Gli elettroni a flusso libero che si trovano nell'elettrolita del succo di limone vogliono naturalmente passare dagli elettrodi negativi a quelli positivi. La velocità di flusso di questi elettroni viene misurata come amperaggio. Il voltmetro rileva ciò visualizzando la tensione, che indica la "pressione elettrica" che funziona all'interno del circuito.
Misurazione della tensione
Una singola batteria al limone non produce una quantità significativa di tensione, ma un voltmetro sensibile dovrebbe rilevare una certa uscita elettrica. Lo scienziato dovrebbe collegare la clip positiva di un filo, l'estremità con un involucro rosso, alla moneta o filo di rame; e la clip negativa, l'estremità con un involucro nero, al chiodo zincato. Una lettura digitale o un quadrante analogico sul voltmetro dovrebbe mostrare un piccolo numero di tensione, generalmente inferiore a un decimo di volt. Questo non è in genere sufficiente per far funzionare un orologio digitale o alimentare una lampadina, ma dimostra che una corrente elettrica è stata generata attraverso una reazione chimica all'interno della batteria al limone.
Aumentare la carica
Mentre una batteria al limone a cella singola è funzionale, fornisce poca carica elettrica significativa. È possibile fornire ulteriore tensione aumentando il numero di celle o limoni all'interno della batteria. Una serie di limoni può funzionare insieme come una singola batteria attraverso fili aggiuntivi collegati dall'elettrodo positivo, parte in rame, di un limone all'estremità negativa, chiodo di zinco, di un altro.
Circa quattro limoni collegati in serie in questo modo dovrebbero fornire energia sufficiente per illuminare un piccolo LED. Lo scienziato dovrebbe collegare il conduttore negativo di un'estremità del limone al filo LED più vicino a un'area appiattita dell'involucro. Lui o lei può quindi collegare un cavo positivo, dall'altra estremità del limone, all'altro filo. Un bagliore debole ma evidente dovrebbe accendersi al centro del LED; ulteriori limoni o celle possono essere aggiunti alla batteria per una maggiore carica e un bagliore ancora più luminoso.