แบตเตอรี่มะนาวคืออะไร

แบตเตอรี่มะนาวคือการทดลองทางวิทยาศาสตร์คลาสสิกที่ใช้ในการสาธิตพื้นฐานของระบบแบตเตอรี่เคมี เพื่อทำการทดลองนี้นักวิทยาศาสตร์ต้องการมะนาวที่ชุ่มฉ่ำมากเล็บตะปูเหล็กชุบสังกะสีหรือสังกะสีและเหรียญทองแดงสะอาดหรือส่วนของสายไฟทองแดงในครัวเรือน นักวิทยาศาสตร์ที่ทำแบตเตอรี่ก็ต้องการลวดที่มีคลิปจระเข้ที่ปลายแต่ละด้านและโวลต์มิเตอร์ที่ละเอียดอ่อน โวลต์มิเตอร์มักจะพบได้ในส่วนการจ่ายไฟฟ้าของร้านฮาร์ดแวร์ร้านงานอดิเรกอิเล็กทรอนิกส์หรือศูนย์ปรับปรุงบ้าน ไดโอดเปล่งแสงขนาดเล็ก (LEDs) และอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่น ๆ สามารถใช้ทดสอบแบตเตอรี่มะนาวได้แม้ว่าโดยทั่วไปจะต้องใช้มะนาวเพิ่มเติม

มันทำงานอย่างไร

แบตเตอรี่มะนาวอาศัยอิเล็กตรอนและปฏิกิริยาทางเคมีที่เกิดขึ้นเมื่อโลหะถูกนำไปใช้กับส่วนผสมที่เป็นกรด มะนาวประกอบด้วยน้ำผลไม้ที่เป็นกรดจำนวนมากซึ่งในศัพท์ทางวิทยาศาสตร์คือ "อิเล็กโทรไลต์" กรดในอิเล็กโทรไลต์ช่วยทำลายโครงสร้างอะตอมของโลหะเช่นทองแดงและสังกะสีทำให้อิเล็กตรอนแต่ละตัวหลุดออกมา เมื่อนักวิทยาศาสตร์สร้างวงจรโดยเชื่อมโลหะทั้งสองกับตัวนำอิเล็กตรอนจะไหลผ่านมันเป็นประจุไฟฟ้าซึ่งสามารถตรวจจับได้บนโวลต์มิเตอร์หรืออุปกรณ์อื่น ๆ

ทำให้แบตเตอรี่

อย่างแรกนักวิทยาศาสตร์ที่สร้างแบตเตอรี่มะนาวควรใส่เหรียญทองแดงหรือสายทองแดงทองแดงในครัวเรือนลงในปลายด้านหนึ่งของมะนาวอย่างระมัดระวังจากนั้นใส่ตะปูสังกะสีลงในปลายด้านตรงข้าม เป็นสิ่งสำคัญสำหรับนักวิทยาศาสตร์ที่ทำสิ่งนี้เพื่อให้แน่ใจว่าโลหะสองชนิดไม่ได้สัมผัสกัน การทำเช่นนี้จะเป็นการปิดวงจรและถือโลหะในขณะที่สัมผัสอาจทำให้เกิดไฟฟ้าช็อตเล็กน้อย

การสร้างประจุ

ตอนนี้เล็บและเหรียญกลายเป็นอิเล็กโทรด ทั้งทองแดงและสังกะสีทำให้อิเล็กตรอนไหลผ่านซึ่งหมายความว่าพวกเขาถือว่าเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม เหรียญทองแดงหรือลวดถือเป็นขั้วบวก (+) บวกในขณะที่เล็บเคลือบสังกะสีเป็นขั้วลบ (-)

อิเล็กตรอนไหลอิสระที่พบในอิเล็กโทรไลต์น้ำมะนาวต้องการย้ายจากขั้วลบไปยังขั้วบวก อิเล็กตรอนเหล่านี้ไหลเร็วแค่ไหนวัดได้ว่าเป็นแอมแปร์ โวลต์มิเตอร์ตรวจจับสิ่งนี้โดยการแสดงแรงดันไฟฟ้าซึ่งระบุว่า "แรงดันไฟฟ้า" ทำงานภายในวงจร

การวัดแรงดันไฟฟ้า

แบตเตอรี่มะนาวเดี่ยวไม่ได้สร้างแรงดันไฟฟ้าจำนวนมาก แต่โวลต์มิเตอร์ที่ละเอียดอ่อนควรตรวจจับเอาท์พุทไฟฟ้า นักวิทยาศาสตร์ควรเชื่อมต่อคลิปบวกของลวดท้ายด้วยปลอกสีแดงกับเหรียญทองแดงหรือลวด และคลิปด้านลบท้ายด้วยปลอกสีดำไปยังเล็บชุบสังกะสี การอ่านข้อมูลดิจิตอลหรือหน้าปัดอนาล็อกบนโวลต์มิเตอร์ควรแสดงจำนวนแรงดันไฟฟ้าขนาดเล็กซึ่งมักจะน้อยกว่าหนึ่งในสิบของโวลต์ โดยทั่วไปไม่เพียงพอที่จะเรียกใช้นาฬิกาดิจิตอลหรือใช้พลังงานจากหลอดไฟ แต่ก็แสดงให้เห็นว่ามีการสร้างกระแสไฟฟ้าผ่านปฏิกิริยาทางเคมีภายในแบตเตอรี่มะนาว

การเพิ่มประจุ

ในขณะที่แบตเตอรี่มะนาวเซลล์เดียวทำงานได้ แต่ก็มีประจุไฟฟ้าที่มีความหมายเล็กน้อย แรงดันไฟฟ้าเพิ่มเติมสามารถให้ได้โดยการเพิ่มจำนวนของเซลล์หรือมะนาวภายในแบตเตอรี่ ชุดของมะนาวสามารถทำงานร่วมกันเป็นแบตเตอรี่เดียวผ่านสายเพิ่มเติมที่แนบมาจากขั้วบวกบวกส่วนทองแดงของมะนาวหนึ่งไปยังปลายลบเล็บสังกะสีของอีก