Hva er et sitronbatteri?

Et sitronbatteri er et klassisk vitenskapelig eksperiment som brukes til å demonstrere det grunnleggende for et kjemisk batterisystem. For å utføre dette eksperimentet, trenger en forsker en veldig saftig sitron, en galvanisert eller sinkbelagt stålspiker, og en ren kobbermynt eller del av husholdningskobberledninger. Forskeren som lager batteriet trenger også en ledning med alligatorklemmer i hver ende og et følsomt voltmeter. Voltmetere kan vanligvis finnes i den elektriske forsyningsdelen av en jernvarehandel, elektronisk hobbybutikk eller hjemmeoppussingssenter. Små lysemitterende dioder (LED) og andre elektriske enheter kan også brukes til å teste et sitronbatteri, selv om dette vanligvis krever ekstra sitroner.

Hvordan det fungerer

Et sitronbatteri er avhengig av elektroner og en kjemisk reaksjon som finner sted når metaller blir introdusert til en sur blanding. Sitronen inneholder en betydelig mengde sur juice, som i vitenskapelig terminologi er en "elektrolytt." Syre i en elektrolytt hjelper til med å bryte ned atomstrukturen i metaller, som kobber og sink, og forårsaker frigjøring av individuelle elektroner. Når en forsker oppretter en kretsløp, ved å koble de to metallene med en leder, strømmer elektronene gjennom den som en elektrisk ladning, som kan oppdages på et voltmeter eller annen enhet.

Lage batteriet

Først skal forskeren som oppretter et sitronbatteri nøye sette kobbermynten eller kobberledningen i den ene enden av sitronen, og deretter sette den galvaniserte spikeren i motsatt ende. Det er viktig for forskeren som gjør dette for å sørge for at de to metallene ikke kommer i kontakt med hverandre. Dette ville lukke kretsen, og hvis metallene holdes mens de berører, kan dette føre til et mildt elektrisk støt.

Opprette ladningen

Spikeren og mynten har nå blitt elektroder. Både kobber og sink lar elektroner strømme gjennom dem, noe som betyr at de regnes som utmerkede ledere av elektrisitet. Kobbermynten eller -tråden anses som en positiv (+) elektrode, mens den sinkbelagte spikeren er en negativ (-) elektrode.

Frittflytende elektroner som finnes i sitronsaftelektrolytten ønsker naturlig nok å gå fra de negative til de positive elektrodene. Hvor raskt disse elektronene flyter måles som strømstyrke. Voltmeteret tar opp dette ved å vise spenning, som indikerer det "elektriske trykket" som fungerer i kretsen.

Måle spenning

Et enkelt sitronbatteri produserer ikke en betydelig mengde spenning, men et følsomt voltmeter bør oppdage noe elektrisk effekt. Forskeren skal koble det positive klippet til en ledning, enden med et rødt foringsrør, til kobbermynten eller -tråden; og det negative klippet, slutten med et svart foringsrør, til den galvaniserte neglen. En digital avlesning eller analog skive på voltmeteret skal vise et lite spenningstall, vanligvis mindre enn en tidel av en volt. Dette er ikke vanligvis nok til å kjøre en digital klokke eller drive en lyspære, men det viser at en elektrisk strøm har blitt generert gjennom en kjemisk reaksjon i sitronbatteriet.

Øke gebyret

Mens et en-cellers sitronbatteri er funksjonelt, gir det lite meningsfylt elektrisk lading. Ekstra spenning kan gis ved å øke antallet celler eller sitroner i batteriet. En serie sitroner kan fungere sammen som et enkelt batteri gjennom ytterligere ledninger festet fra den positive elektroden, kobberdelen, av en sitron til den negative enden, sinkspikeren, fra en annen.

Omtrent fire sitroner koblet i serie på denne måten bør gi nok strøm til å tenne på en liten LED. Forskeren skal koble den negative ledningen fra en ende sitron til LED-ledningen nærmest et flatt område av foringsrøret. Han eller hun kan deretter koble en positiv leder, fra den andre enden sitronen, til den andre ledningen. En svak, men merkbar glød skal lyse i midten av lysdioden; ekstra sitroner eller celler kan legges til batteriet for større lading og en enda lysere glød.