Indhold
- Bygning af et hjemmelavet batteri
- Tips
- Klargøring af jordbatteri
- Oprettelse af et jordbatteri
- Opbygning af et møntbatteri
- Bygning af et saltbatteri
- Anvendelse af disse batterier
Du kan opbygge et hjemmelavet batteri fra forskellige dele, der ligger omkring dit hus. Et simpelt DIY-batteri kan vise dig, hvordan elektricitet strømmer gennem genstande fra positive til negative ender af batteriet.
Du kan blive overrasket over, hvor nyttige dine husholdningsgenstande kan være til at skabe noget, der oprindeligt kan virke som om det kun kan oprettes på en fabrik. Selvom denne metode ikke er nøjagtigt de samme kemiske reaktioner, der går i fabriksfremstillede batterier, kan den vise dig kraften i elektricitet generelt.
Bygning af et hjemmelavet batteri
Du kan oprette det grundlæggende i et hjemmelavet batteri ved hjælp af et jordbatteri, et møntbatteri eller et saltbatteri. Disse hjemmelavede batterier bruger en kemisk reaktion til at skabe en elektrisk strøm. Du kan opbygge denne strøm gennem basismaterialer, der ligger i dit eget hjem sammen med en elektrolytisk opløsning.
Tips
Brug dog forsigtighed. Disse batterier er små og enkle, men undgå at røre ved begge ledninger, der forbinder enderne af batteriet på samme tid. Når du skærer ledninger eller tester spænding eller strøm i strømmen, skal du være ekstra omhyggelig med ikke at kortslutte batteriet eller skade dig selv gennem elektriciteten eller varmen.
Klargøring af jordbatteri
Du kan fremstille jordbatterier af elektroder, der er lavet af metaller, der kan lede en elektrisk strøm gennem hinanden. Disse metaller kan arbejde, når de er i jorden selv, hvilket giver denne type batteri sit navn. Du skal være ude i et tidspunkt, hvor der ikke er noget farligt vejr, såsom kraftigt regn eller tordenvejr.
Du har også brug for 12 kobbernegler (eller stænger), der vil blive placeret i jorden, 12 galvaniserede aluminiumsnegler (eller stænger), kobbertråd og kondensatorer af høj værdi. Derudover har du brug for et voltmeter og trådskærer. Du kan også eventuelt bruge målebånd, aluminiumsfolie og et kompas til mere raffinerede beregninger, når du opretter dit batteri.
Før du graver i din have, skal du sørge for at have tilladelse fra lokale forsyningsselskaber eller andre, der ejer ejendommen. Af sikkerhedsmæssige årsager kan du endda overveje kun at grave et par centimeter dybt.
Oprettelse af et jordbatteri
For at fremstille jordelektroderne skal du bruge trådklipperne til at fjerne cirka 1,5 inches isolering fra kobbertråden. Pakk trådstrimlerne rundt om aluminiums- og kobbersnegler. Derefter indsættes elektroderne og fastgør multimeterledninger til dem. Indstil multimeteret til enten DC eller AC afhængigt af den strøm, du planlægger at bruge.
For at skabe det enkleste jordbatteri, en encelletype, kan du starte med at sømme en kobbernagle og en aluminiumsnagel i jorden flere meter fra hinanden. Tilslut dem ved hjælp af din kobbertråd. Sørg for, at ledningen er viklet tæt og sikkert omkring hovederne på hver af neglene. Kontroller multimeteret for at se, om du kan læse strøm.
Indpakning af aluminiumsfolie tæt rundt om wirerne kan give dig en mere grundig måde at lade op mellem neglene. For at skabe et mere kompliceret batteri med flere celler kan du bruge alle 12 aluminium- og kobberceller, der er arrangeret med det ene forbundet til det andet i et seriekredsløb, der skifter mellem aluminium og kobber. Hvert tilsluttet sømpar er en celle i dette tilfælde.
Fordi et jordbatteriets strøm afhænger af ionindholdet i jordbunden, fungerer det kun i nogle dele af jorden. De naturlige elektriske strømme, der strømmer gennem jorden fra jern og andre ioniske metaller i jorden, kan skabe naturlig elektricitet.
Opbygning af et møntbatteri
At opbygge et møntbatteri er en anden enkel, enkel måde at demonstrere strøm og spænding i et batteri. Til dette har du brug for et par kobber-øre, et stykke aluminiumsfolie, et stykke vådt væv eller pap, saks, salt, en multimeter og en skål med vand. Du kan også eventuelt bruge eddike som en elektrolyt. For at sikre, at øre er lavet af kobber, skal du sørge for, at den blev produceret efter 1982.
Tag papirhåndklædet eller vådt væv eller pap, og anbring mønt på det, så du kan skære dets form ud af papirhåndklædet eller det våde materiale. For at skabe elektrolytten, bland et par teskefulde salt i skålen med vand, indtil den opløses. Hvis du har eddike, kan du bruge denne som en svag elektrolyt.
Dyp det våde stof eller væv ned i skålen med elektrolytten og tag det ud efter to minutter. Blød det overskydende vand ud. Pakk en øre i aluminiumsfolie, og skær dens form ud. Derefter kan du tilføje det gennemblødt materiale til aluminiumsfolien og sætte mønten ovenpå. Dette er din grundlæggende celle på batteriet.
Opret så mange battericeller, som du vil, og stabl dem oven på hinanden. Du kan teste for at se, om dit batteri fungerer ved at koble et multimeter til begge ender eller placere et lille LED-lys, der tændes i nærvær af elektrisk strøm. Tænk over, hvordan dette arrangement ligner det multi-cellulære arrangement af jordbatterier.
Bygning af et saltbatteri
I lighed med møntbatteriet fremstilles saltbatterier med et kvarter.Denne gang har du brug for en sprøjtestempel, 12 jern- eller zinkskruer, strimler af papir og sandpapir, salt, vand, et multimeter, en skruetrækker, LED-lys, et isolerende materiale som plast eller pap og en kobbertråd. Brug sandpapir til at fjerne isoleringen af kobbertråden, hvis der er nogen.
Rul en af strimlerne af papir omkring en skrue tæt, og vik kobbertråden omkring neglen 30 til 40 gange for alle 12 af dine skruer. Sørg for, at kobbertråden ikke berører neglen direkte, men hviler snarere på papirstrimlen.
Brug sprøjtestemplet til at lave seks huller på den ene side af det isolerende materiale. Brug skruetrækkeren til at skubbe hver skrue gennem det isolerende materiale i en gitterformation. Denne opsætning vil være grundlaget for, hvordan den elektriske strøm flyder gennem kredsløbet. Tilslut dem ved hjælp af kobbertråden sikkert og tæt.
Dyp batteriet i saltvand i et par minutter, så det kan lede strøm. Når du fjerner det fra vandbadet, kan du bruge et multimeter til at kontrollere batteriets spænding.
Anvendelse af disse batterier
Selvom disse eksperimenter er enkle og rudimentære, kunne de fænomener, de illustrerer, have praktiske anvendelser til brug af vand til billige, genopladelige batterier i fremtiden. Forskning i elektrolytisk materiale inden for fysik og kemi kan lade forskere bruge saltopløsninger som grundlag for batterier.
Den aktuelle ulempe ved at bruge vand som en elektrolyt til batterier er, at det ikke leverer næsten lige så meget spænding som lithiumionceller eller lignende kemiske celler i batterier. Nylig forskning har forsøgt at overvinde denne hindring.
Forskning ved de schweiziske føderale laboratorier for materialevidenskab og teknologi førte for nylig til opdagelsen, at anvendelse af natrium FSI (natriumbis (fluorosulfonyl) imid) som grundlag for saltopløsning har elektrokemisk stabilitet på op til 2,6 volt - næsten dobbelt så meget som andre vandige elektrolytiske væsker. Dette kan føre til billige, sikrere batterier.
Jordbatterier har haft betydelig historisk brug. Den skotske filosof Alexander Bain opfandt jordbatteriet i 1841 for at transformere strømmen, og denne opfindelse vil senere danne grundlaget for telegrafoverføring. Yderligere forskning ved hjælp af jordbatterier ville føre til større forståelse af jordens elektriske felt, såsom konstateringen af, at jordens strømme strømmer fra syd til nord.