Vad är ett citronbatteri?

Ett citronbatteri är ett klassiskt vetenskapsexperiment som används för att demonstrera grunderna i ett kemiskt batterisystem.För att genomföra detta experiment behöver en forskare en mycket saftig citron, en galvaniserad eller zinkbelagd stålspik och ett rent kopparmynt eller en del av hushållens kopparledningar.Forskaren som gör batteriet behöver också en tråd med alligatorklämmor i varje ände och en känslig voltmeter.Voltmetrar finns vanligtvis i avsnittet Electrical Supply i en hårdvaruaffär, elektronisk hobbybutik eller hemförbättringscenter.Små ljusemitterande dioder (lysdioder) och andra elektriska enheter kan också användas för att testa ett citronbatteri, även om detta vanligtvis kräver ytterligare citroner.

Hur det fungerar

Ett citronbatteri förlitar sig på elektroner och en kemisk reaktion som äger rum när metaller introduceras till en sur blandning.Citronen innehåller en betydande mängd sur juice, som inom vetenskaplig terminologi är en elektrolyt.Syra i en elektrolyt hjälper till att bryta ner atomstrukturen hos metaller, som koppar och zink, vilket orsakar frisättning av enskilda elektroner.När en forskare skapar en krets, genom att ansluta de två metallerna med en ledare, flödar elektronerna genom den som en elektrisk laddning, som kan detekteras på en voltmeter eller annan enhet.

Att göra batteriet

Först bör forskaren skapa ett citronbatteri försiktigt infoga kopparmynt eller hushållens kopparledningar i ena änden av citronen och sätt sedan in den galvaniserade spiken i motsatt ände.Det är viktigt för forskaren som gör detta för att se till att de två metallerna inte tar kontakt med varandra.Detta skulle stänga kretsen och hålla metallerna medan de berör kan leda till en mild elektrisk chock.

Skapa laddningen

Spiken och myntet har nu blivit elektroder.Både koppar och zink tillåter elektroner att flyta genom dem, vilket innebär att de betraktas som utmärkta elektricitetsledare.Kopparmynt eller tråd anses vara en positiv (+) elektrod, medan den zinkbelagda nageln är en negativ (-) elektrod.

fritt flödande elektroner som finns i citron-juice-elektrolyten vill naturligtvis flytta från de negativa till de positiva elektroderna.Hur snabbt dessa elektroner flödar mäts som strömstyrka.Voltmetern tar upp detta genom att visa spänning, vilket indikerar det elektriska trycket som fungerar i kretsen.

Mätning av spänning

Ett enda citronbatteri ger inte en betydande spänning, men en känslig voltmeter bör upptäcka viss elektrisk utgång.Forskaren bör ansluta det positiva klippet i en tråd, slutet med ett rött hölje, till kopparmynt eller tråd;och det negativa klippet, slutet med ett svart hölje, till den galvaniserade nageln.En digital avläsning eller analog ratten på voltmetern bör visa ett litet spänningsnummer, vanligtvis mindre än en tiondel av en volt.Detta räcker vanligtvis inte för att köra en digital klocka eller driva en glödlampa, men det visar att en elektrisk ström har genererats genom en kemisk reaktion i citronbatteriet.

Öka laddningen

medan ett encells citronbatteriär funktionell, det ger lite meningsfull elektrisk laddning.Ytterligare spänning kan tillhandahållas genom att öka antalet celler eller citroner i batteriet.En serie citroner kan fungera tillsammans som ett enda batteri genom ytterligare ledningar fästa från den positiva elektroden, koppardelen, av en citron till den negativa änden, zinkspik, av en annan.

Cirka fyra citroner som är anslutna i serie på detta sätt bör ge tillräckligt med kraft för att tända en liten LED.Forskaren bör ansluta den negativa ledningen från den ena citronen till LED -tråden närmast ett plattat område i höljet.Han eller hon kan sedan ansluta en positiv ledning, från den andra änden citron, till den andra tråden.En svag men märkbar glöd ska tända i mitten av lysdioden;Ytterligare citroner eller ceLLS kan läggas till batteriet för större laddning och en ännu ljusare glöd.