Что такое лимонная батарея?

Лимонная батарея - классический научный эксперимент, используемый для демонстрации основ химической системы батарей. Для проведения этого эксперимента ученому нужен один очень сочный лимон, оцинкованный или оцинкованный стальной гвоздь и чистая медная монета или кусок бытовой медной проводки. Ученому, производящему аккумулятор, также нужен провод с зажимами из кожи аллигатора на каждом конце и чувствительный вольтметр. Вольтметры обычно можно найти в разделе электроснабжения в хозяйственном магазине, электронном хобби-магазине или центре обустройства дома. Маленькие светодиоды (LED) и другие электрические устройства также могут быть использованы для проверки лимонной батареи, хотя для этого обычно требуются дополнительные лимоны.

Как это работает

Лимонная батарея зависит от электронов и химической реакции, которая происходит, когда металлы вводятся в кислотную смесь. В лимоне содержится значительное количество кислого сока, который в научной терминологии является «электролитом». Кислота в электролите помогает разрушать атомную структуру металлов, таких как медь и цинк, вызывая выделение отдельных электронов. Когда ученый создает цепь, соединяя два металла с проводником, электроны проходят через него в виде электрического заряда, который можно обнаружить с помощью вольтметра или другого устройства.

Делать аккумулятор

Во-первых, ученый, создающий лимонную батарею, должен аккуратно вставить медную монету или бытовую медную проводку в один конец лимона, затем вставить оцинкованный гвоздь в противоположный конец. Для ученого важно, чтобы эти металлы не соприкасались друг с другом. Это приведет к замыканию цепи, и удержание металлов во время их прикосновения может привести к легкому поражению электрическим током.

Создание заряда

Гвоздь и монета теперь стали электродами. И медь, и цинк пропускают через них электроны, а это значит, что они считаются отличными проводниками электричества. Медная монета или проволока считается положительным (+) электродом, а покрытый цинком гвоздь - отрицательным (-) электродом.

Свободно текущие электроны, найденные в электролите лимонного сока, естественно, хотят перейти от отрицательных электродов к положительным. Как быстро поток этих электронов измеряется как сила тока. Вольтметр улавливает это, отображая напряжение, которое указывает на «электрическое давление», работающее в цепи.

Измерение напряжения

Одиночная лимонная батарея не производит значительного напряжения, но чувствительный вольтметр должен обнаружить некоторую электрическую мощность. Ученый должен соединить положительный зажим провода, конец с красным корпусом, с медной монетой или проводом; и отрицательный зажим, конец с черной оболочкой, к оцинкованному гвоздю. Цифровой индикатор или аналоговый циферблат на вольтметре должен показывать небольшое число напряжений, обычно менее одной десятой вольта. Этого, как правило, недостаточно для запуска цифровых часов или питания лампочки, но это демонстрирует, что электрический ток генерировался в результате химической реакции в лимонной батарее.

Увеличение заряда

Хотя одноэлементная лимонная батарея является функциональной, она обеспечивает мало значимого электрического заряда. Дополнительное напряжение может быть обеспечено путем увеличения количества элементов или лимонов в батарее. Серия лимонов может функционировать как одна батарея через дополнительные провода, присоединенные от положительного электрода, медной части, одного лимона к отрицательному концу, цинкового гвоздя, другого.

Около четырех лимонов, соединенных последовательно таким образом, должны обеспечить достаточную мощность, чтобы зажечь маленький светодиод. Ученый должен подключить отрицательный вывод от одного конца лимона к светодиодному проводу, ближайшему к сплющенному участку корпуса. Затем он или она может подключить положительный провод от другого конца лимона к другому проводу. В центре светодиода должно гореть тусклое, но заметное свечение; дополнительные лимоны или ячейки могут быть добавлены к батарее для большего заряда и еще более яркого свечения.