Co to jest bateria cytrynowa?

Bateria cytrynowa to klasyczny eksperyment naukowy stosowany do wykazania podstaw chemicznego systemu akumulatora.Aby przeprowadzić ten eksperyment, naukowiec potrzebuje jednej bardzo soczystej cytryny, ocynkowanego lub pokrytego cynkiem paznokcie oraz czystej miedzianej monety lub odcinka okablowania miedzianego gospodarstwa domowego.Naukowiec produkujący akumulator potrzebuje również drutu z klipsami aligatora na każdym końcu i czułym woltomierzem.Voltmeters można zwykle znaleźć w sekcji zasilania elektrycznego sklepu ze sprzętem, elektronicznym sklepem hobby lub centrum doskonalenia.Małe diody emitujące światło (diody LED) i inne urządzenia elektryczne mogą być również użyte do testowania akumulatora cytrynowego, chociaż zazwyczaj wymaga to dodatkowych cytryn.

Jak to działa

Bateria cytrynowa polega na elektronach i reakcji chemicznej, która ma miejsce, gdy metale są wprowadzane do kwaśnej mieszaniny.Cytryna zawiera znaczną ilość kwaśnego soku, który w terminologii naukowej jest elektrolit.Kwas w elektrolicie pomaga rozbić strukturę atomową metali, takich jak miedź i cynk, powodując uwalnianie poszczególnych elektronów.Gdy naukowcy tworzy obwód, łącząc dwa metale z przewodnikiem, elektronom przepływają przez niego jako ładunek elektryczny, który można wykryć na woltomierze lub innym urządzeniu.

Wykonanie baterii

Najpierw naukowiec tworzący akumulator cytryny powinien ostrożnie wstawić miedzianą monetę lub miedzianą okablowanie miedziane w jednym końcu cytryny, a następnie wstaw ocynkowane paznokcie do przeciwnego końca.Ważne jest, aby naukowiec zrobił to, aby upewnić się, że dwa metale nie nawiązują ze sobą kontaktu.Zamknie to obwód, a trzymanie metali podczas dotknięcia może spowodować łagodny porażenie prądem.

Tworzenie ładunku

gwoździe i moneta stały się teraz elektrodami.Zarówno miedź, jak i cynk pozwalają na przepływ elektronów, co oznacza, że są one uważane za doskonałe przewody energii elektrycznej.Moneta miedziana lub drut jest uważany za dodatnią (+) elektrodę, podczas gdy gwóźdź pokryty cynkiem jest elektrodą ujemną (-).

Elektrony swobodne występujące w elektrolicie cytrynowym naturalnie chcą przesunąć się z ujemnych na elektrody dodatnie.Jak szybko te elektronowe przepływ są mierzone jako prąd.Voltmeter podnosi na to, wyświetlając napięcie, co wskazuje na ciśnienie elektryczne działające w obwodzie.

Pomiar napięcia

Pojedynczy akumulator cytryny nie wytwarza znacznej ilości napięcia, ale czułe woltomierz powinien wykryć pewną moc elektryczną.Naukowiec powinien podłączyć dodatni klip z drutu, koniec czerwoną obudową, do miedzianej monety lub drutu;I negatywny klip, koniec z czarną obudową, do ocynkowanego paznokcia.Cyfrowy odczyt lub wybór analogowy na woltomierze powinien pokazać niewielki numer napięcia, zwykle mniej niż jedna dziesiąta woltów.Zazwyczaj nie wystarczy, aby uruchomić zegar cyfrowy lub zasilanie żarówki, ale pokazuje, że prąd elektryczny został wytworzony poprzez reakcję chemiczną w baterii cytrynowej.

Zwiększenie ładunku

, podczas gdy akumulator cytryny jednokomórkowyjest funkcjonalny, zapewnia niewielkie znaczące ładunek elektryczny.Dodatkowe napięcie można zapewnić, zwiększając liczbę ogniw lub cytryny w baterii.Seria cytryn może funkcjonować razem jako pojedyncza bateria przez dodatkowe przewody przymocowane z elektrody dodatniej, części miedzianej, jednej cytryny do ujemnego końca, paznokcie cynku, innej.

Około czterech cytryn połączonych szeregowo w ten sposób powinno zapewnić wystarczającą moc, aby oświetlić małą diodę LED.Naukowiec powinien podłączyć ujemny ołów z jednej cytryny końcowej do drutu LED najbliżej spłaszczonego obszaru obudowy.Następnie może podłączyć pozytywny ołów, od drugiej cytryny końcowej do drugiego drutu.Słaby, ale zauważalny blask powinien oświetlić się na środku diody LED;Dodatkowe cytryny lub CELLS można dodać do baterii w celu uzyskania większego ładowania i jeszcze jaśniejszego blasku.