Hvad er et citronbatteri?

Et citronbatteri er et klassisk videnskabseksperiment, der bruges til at demonstrere det grundlæggende i et kemisk batterisystem.For at gennemføre dette eksperiment har en videnskabsmand brug for en meget saftig citron, en galvaniseret eller zinkbelagt stål negle og en ren kobbermønt eller sektion af husholdningskobberledninger.Videnskabsmanden, der fremstiller batteriet, har også brug for en ledning med alligatorklip i hver ende og et følsomt voltmeter.Voltmetre findes normalt i afsnittet Elektrisk forsyning i en hardwarebutik, elektronisk hobbybutik eller hjemmeforbedringscenter.Små lysemitterende dioder (LED'er) og andre elektriske enheder kan også bruges til at teste et citronbatteri, skønt dette typisk kræver yderligere citroner.

Hvordan det fungerer

Et citronbatteri er afhængig af elektroner og en kemisk reaktion, der finder sted, når metaller introduceres til en sur blanding.Citronen indeholder en betydelig mængde sur juice, som inden for videnskabelig terminologi er en elektrolyt.Syre i en elektrolyt hjælper med at nedbryde atomstrukturen af metaller, som kobber og zink, hvilket forårsager frigivelse af individuelle elektroner.Når en videnskabsmand opretter et kredsløb ved at forbinde de to metaller med en leder, strømmer elektronerne gennem det som en elektrisk ladning, som kan detekteres på et voltmeter eller en anden enhed.

Lavning af batteriet

For det første skal videnskabsmanden, der skaber et citronbatteri, omhyggeligt indsætte kobbermønten eller husholdningskobberledninger i den ene ende af citronen, og indsæt derefter den galvaniserede negle i den modsatte ende.Det er vigtigt for videnskabsmanden, der gør dette for at sikre, at de to metaller ikke kommer i kontakt med hinanden.Dette ville lukke kredsløbet, og at holde metallerne, mens de berører, kan resultere i et mildt elektrisk stød.

Oprettelse af ladningen

Neglen og mønten er nu blevet elektroder.Både kobber og zink tillader elektroner at strømme gennem dem, hvilket betyder, at de betragtes som fremragende ledere af elektricitet.Kobbermønten eller ledningen betragtes som en positiv (+) elektrode, mens den zinkbelagte negle er en negativ (-) elektrode.

Fritflydende elektroner, der findes i Lemon-Juice-elektrolytten, ønsker naturligvis at bevæge sig fra det negative til de positive elektroder.Hvor hurtigt disse elektroner strømmer måles som strømstyrke.Voltmeteren samler op på dette ved at vise spænding, hvilket indikerer det elektriske tryk, der fungerer inden for kredsløbet.

Målingsspænding

Et enkelt citronbatteri producerer ikke en betydelig mængde spænding, men et følsomt voltmeter skal registrere noget elektrisk output.Videnskabsmanden skal forbinde det positive klip af en ledning, slutningen med et rødt hus, til kobbermønten eller ledningen;og det negative klip, slutningen med et sort hus, til den galvaniserede søm.En digital aflæsning eller en analog urskive på voltmeteren skal vise et lille spændingsnummer, normalt mindre end en tiendedel af en volt.Dette er typisk ikke nok til at køre et digitalt ur eller tænde en pære, men det viser, at der er genereret en elektrisk strøm gennem en kemisk reaktion inden for citronbatteriet.

Forøgelse af ladningen

mens et enkeltcelle citronbatterier funktionel, det giver lidt meningsfuld elektrisk ladning.Yderligere spænding kan leveres ved at øge antallet af celler eller citroner inden for batteriet.En række citroner kan fungere sammen som et enkelt batteri gennem yderligere ledninger, der er fastgjort fra den positive elektrode, kobberdel, af en citron til den negative ende, zink negle, af en anden.

Cirka fire citroner, der er forbundet i serie på denne måde, skal give nok strøm til at tænde en lille LED.Videnskabsmanden skal forbinde den negative bly fra den ene ende citron til LED -ledningen tættest på et fladt område af huset.Han eller hun kan derefter forbinde en positiv føring fra den anden ende citron til den anden ledning.En svag, men mærkbar glød skal tænde i midten af LED;Yderligere citroner eller CELLS kan føjes til batteriet for større opladning og en endnu lysere glød.