Τι είναι η μπαταρία λεμονιού;
Μια μπαταρία λεμονιού είναι ένα κλασικό πείραμα επιστήμης που χρησιμοποιείται για να αποδείξει τα βασικά ενός συστήματος χημικής μπαταρίας.Για να διεξαγάγει αυτό το πείραμα, ένας επιστήμονας χρειάζεται ένα πολύ ζουμερό λεμόνι, ένα γαλβανισμένο ή επικαλυμμένο με ψευδάργυρο χάλυβα και ένα καθαρό νόμισμα χαλκού ή ένα τμήμα καλωδίωσης χαλκού.Ο επιστήμονας που κάνει την μπαταρία χρειάζεται επίσης ένα καλώδιο με κλιπ αλιγάτορα σε κάθε άκρο και ένα ευαίσθητο βολτόμετρο.Τα βολτόμετρα μπορούν συνήθως να βρεθούν στο τμήμα ηλεκτρικής τροφοδοσίας ενός καταστήματος υλικού, ηλεκτρονικού καταστήματος χόμπι ή κέντρου βελτίωσης στο σπίτι.Οι μικρές δίοδοι εκπομπής φωτός (LED) και άλλες ηλεκτρικές συσκευές μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τη δοκιμή μιας μπαταρίας λεμονιού, αν και αυτό συνήθως απαιτεί πρόσθετα λεμόνια.
Πώς λειτουργεί
Μια μπαταρία λεμονιού βασίζεται σε ηλεκτρόνια και μια χημική αντίδραση που λαμβάνει χώρα όταν τα μέταλλα εισάγονται σε ένα όξινο μίγμα.Το λεμόνι περιέχει μια σημαντική ποσότητα όξινου χυμού, η οποία στην επιστημονική ορολογία είναι ένας ηλεκτρολύτης.Το οξύ σε έναν ηλεκτρολύτη βοηθά στη διάσπαση της ατομικής δομής των μετάλλων, όπως ο χαλκός και ο ψευδάργυρος, προκαλώντας την απελευθέρωση μεμονωμένων ηλεκτρονίων.Όταν ένας επιστήμονας δημιουργεί ένα κύκλωμα, συνδέοντας τα δύο μέταλλα με έναν αγωγό, τα ηλεκτρόνια ρέουν μέσα από αυτό ως ηλεκτρικό φορτίο, το οποίο μπορεί να ανιχνευθεί σε βολτόμετρο ή άλλη συσκευή.
Κάνοντας την μπαταρία
Πρώτα, ο επιστήμονας που δημιουργεί μια μπαταρία λεμονιού θα πρέπει να εισάγει προσεκτικά το νόμισμα χαλκού ή το νοικοκυριό χάλκινο καλωδίωση στο ένα άκρο του λεμονιού, στη συνέχεια εισάγετε το γαλβανισμένο καρφί στο αντίθετο άκρο.Είναι σημαντικό για τον επιστήμονα να το κάνει αυτό για να βεβαιωθείτε ότι τα δύο μέταλλα δεν έρχονται σε επαφή μεταξύ τους.Αυτό θα κλείσει το κύκλωμα και θα κρατούσε τα μέταλλα ενώ τα αγγίζουν θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε ήπιο ηλεκτροπληξία.
Δημιουργία του φορτίου
Το καρφί και το νόμισμα έχουν πλέον γίνει ηλεκτρόδια.Τόσο ο χαλκός όσο και ο ψευδάργυρος επιτρέπουν στα ηλεκτρόνια να ρέουν μέσα από αυτά, πράγμα που σημαίνει ότι θεωρούνται εξαιρετικοί αγωγοί ηλεκτρικής ενέργειας.Το νόμισμα του χαλκού ή το καλώδιο θεωρείται θετικό (+) ηλεκτρόδιο, ενώ το επικαλυμμένο με ψευδάργυρο καρφί είναι ένα αρνητικό (-) ηλεκτρόδιο.
Τα ηλεκτρόνια ελεύθερης ροής που βρέθηκαν στον ηλεκτρολύτη λεμονιού φυσικά θέλουν να μετακινηθούν από τα αρνητικά στα θετικά ηλεκτρόδια.Πόσο γρήγορα αυτά τα ηλεκτρόνια μετριούνται ως έντομα.Το βολτόμετρο αναλαμβάνει αυτό προβάλλοντας τάση, η οποία υποδεικνύει την ηλεκτρική πίεση που λειτουργεί μέσα στο κύκλωμα.
Τάση μέτρησης
Μια ενιαία μπαταρία λεμονιού δεν παράγει σημαντική ποσότητα τάσης, αλλά ένα ευαίσθητο βολτόμετρο θα πρέπει να ανιχνεύει κάποια ηλεκτρική έξοδο.Ο επιστήμονας πρέπει να συνδέει το θετικό κλιπ ενός καλωδίου, το άκρο με ένα κόκκινο περίβλημα, στο νόμισμα χάλκινων ή καλωδίων.και το αρνητικό κλιπ, το τέλος με ένα μαύρο περίβλημα, στο γαλβανισμένο καρφί.Μια ψηφιακή ανάγνωση ή αναλογικός πίνακας στο βολτόμετρο θα πρέπει να εμφανίζει έναν μικρό αριθμό τάσης, συνήθως λιγότερο από το ένα δέκατο ενός βολτ.Αυτό δεν είναι τυπικά αρκετό για να τρέξει ένα ψηφιακό ρολόι ή να τροφοδοτήσει έναν λαμπτήρα, αλλά αποδεικνύει ότι ένα ηλεκτρικό ρεύμα έχει δημιουργηθεί μέσω μιας χημικής αντίδρασης μέσα στην μπαταρία λεμονιού.είναι λειτουργικό, παρέχει ελάχιστα σημαντική ηλεκτρική φόρτιση.Η πρόσθετη τάση μπορεί να παρέχεται με την αύξηση του αριθμού των κυττάρων ή των λεμονιών εντός της μπαταρίας.Μια σειρά λεμονιών μπορεί να λειτουργήσει μαζί ως μία μόνο μπαταρία μέσω πρόσθετων καλωδίων που συνδέονται με το θετικό ηλεκτρόδιο, το τμήμα χαλκού, ενός λεμονιού στο αρνητικό άκρο, το νύχι ψευδαργύρου, ενός άλλου.