Atsidūręs dykumos saloje, šiuolaikinis Robinsonas galėjo mėgautis malonumu naudodamas grotuvą, išmanųjį telefoną ar kišeninį žibintuvėlį, su sąlyga, kad jis galėtų iš kokonų ir bananų išgauti elektrą.
Be abejo, daugelis fizikos kursų prisimena ar yra girdėję, kad iš paprastų bulvių, o ne tik iš jų, galite gauti šiek tiek elektros energijos.
- „Salik.biz“
Ko tam reikia ir ar tokiu būdu įmanoma uždegti mažos galios žibintuvėlį, LED laikrodį, maitinamą apvaliomis 1–2 voltų baterijomis, ar priversti dirbti radijo imtuvą?
Taip ir ne, pažvelkime atidžiau.
Norėdami suprasti, kad įtampa iš bulvės nėra fikcija, bet labai tikras dalykas, užtenka įklijuoti aštrius zondus iš multimetro į vieną bulvę ir iškart ekrane pamatysite kelis milivoltus.
Jei šiek tiek apsunkinsite dizainą, pavyzdžiui, į gumbą iš vienos pusės įmeskite vario elektrodą arba bronzinę monetą, o kitoje - kažką aliuminio ar cinkuotą, tada įtampos lygis žymiai padidės.
Bulvių sultyse yra ištirpusių druskų ir rūgščių, kurios iš esmės yra natūralus elektrolitas.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Beje, citrinos, apelsinai, obuoliai gali būti naudojami vienodai sėkmingai. Taigi visi šie produktai gali maitinti ne tik žmones, bet ir elektrinius prietaisus.
Tokių vaisių ir daržovių viduje dėl oksidacijos elektronai išbrinks iš panardinto anodo (cinkuoto kontakto). Ir juos pritrauks kitas kontaktas - varis. Tačiau nereikia supainioti, elektra čia nėra gaminama tiesiogiai iš bulvių. Jis gerai gaminamas būtent dėl cheminių procesų tarp trijų elementų:
- cinko
- varis
- rūgšties
Būtent cinko kontaktas čia yra vartojimo medžiaga. Visi elektronai iš jo nutekėja. Esant tam tikroms sąlygoms, net ir žeminis dirvožemis gali tiekti elektrą. Pagrindinė sąlyga yra jo rūgštingumas.
Įžeminimo baterija
Padidėjęs dirvožemio rūgštingumas yra agronomų problema, tačiau džiaugsmas - elektrikų. Vandenilio ir aliuminio jonų kiekis žemėje leidžia pažodžiui įkišti dvi lazdeles (kaip įprasta, cinko ir vario) į puodą ir gauti elektros energiją. Mūsų rezultatas yra 0,2 V. Norint pagerinti rezultatą, dirvą reikia laistyti.
Svarbu suprasti, kad elektra nėra gaminama iš citrinos ar bulvių. Tai visai nėra organinių molekulių cheminių jungčių energija, kurią absorbuoja mūsų kūnas dėl maisto vartojimo. Elektra gaminama vykstant cheminėms reakcijoms, susijusioms su cinku, variu ir rūgštimi, o mūsų akumuliatoriuje nagas yra sunaudojamas produktas.
Baterijos surinkimas iš bulvių
Taigi, štai ką reikia surinkti daugiau ar mažiau talpios baterijos:
Bulvės, keli gabalėliai, nes viena bus mažai naudinga.
Variniai, geriausia vienos gyslos laidai, kuo didesnis skerspjūvis, tuo geriau.
Cinkuoti ir variniai vinys arba varžtai (gali būti naudojama tik viela).
Nagai vaidins pagrindinį vaidmenį gaminant elektrą žibintuvėliui, cinkuoti nagai yra neigiamas kontaktas (anodas), variu padengti nagai yra pliusas (katodas).
Jei naudosite paprastus nagus, o ne cinkuotus, tuomet įtempimą prarasite iki 40–50%. Bet kaip alternatyva ji vis tiek veiks.
Tas pats pasakytina apie aliuminio vielos naudojimą vietoj nagų. Tuo pačiu metu atstumo tarp elektrodų padidėjimas vienoje bulvėje nevaidina ypatingo vaidmens.
Paimkite varinius laidus (viengyslę), kurių skerspjūvis yra 1,5–2,5 mm2, 10–15 cm ilgio. Nuimkite juos nuo izoliacijos ir pririškite prie gvazdiko.
Geriausia, žinoma, lituoti, tada įtampos nuostoliai bus daug mažesni.
Viena varinė vinis iš vienos vielos pusės, o iš kitos cinkuota.
Kitas, išdėstykite bulves ir nuosekliai priklijuokite nagus. Tokiu atveju į kiekvieną gumbą įklijuojami skirtingi nagai iš skirtingų laidų porų. T. y., Kiekvienoje bulvėje turėtumėte turėti vieną cinko ir vario kontaktą.
Įvairūs gumbai yra sujungti vienas su kitu, tik per nagus, pagamintus iš skirtingų medžiagų - vario + cinko - vario + cinko ir kt.
Įtampos matavimai
Tarkime, kad turite tris bulves ir jas sujungėte, kaip aprašyta aukščiau. Norėdami sužinoti, kokia yra įtampa, naudokite multimetrą.
Perjunkite jį į nuolatinės įtampos matavimo režimą ir prijunkite matavimo zondus prie kraštutinių bulvių laidininkų, t. iki pradinio teigiamo kontakto (vario) ir galutinio neigiamo kontakto (cinko).
Net trys vidutinio dydžio bulvės gali pagaminti beveik 1,5 volto.
Tačiau jei maksimaliai sumažinsite visą perėjimo varžą, ir tai:
- kaip varinį elektrodą naudokite ne nagą, o patį laidą, su kuriuo grandinė yra surinkta
- kontaktuose naudokite litavimą
tada tik 4 bulvės yra pajėgios gaminti iki 12 voltų!
Jei jūsų pigų žibintuvėlį maitina trys AA akumuliatoriai, tada jums reikės apie 5 voltų, kad jis sėkmingai švytėtų. Tai yra, naudojant įprastus laidus, jums reikia bent tris kartus daugiau bulvių.
Tam, beje, nereikia ieškoti papildomų gumbų, pakanka jau esamus supjaustyti į keletą dalių peiliu. Tada atlikite tą pačią procedūrą su laidais ir smeigėmis.
Į kiekvieną supjaustytą stiebagumbį įkiškite vieną cinkuotą ir vieną vario smeigę. Dėl to visiškai įmanoma gauti pastovią didesnę nei 5,5 V įtampą.
Ar teoriškai įmanoma iš vienos bulvės gauti 5 voltus ir tuo pačiu įsitikinti, kad visas rinkinys nėra didesnis nei piršto baterija? Tai įmanoma ir labai lengva.
Iš bulvių išpjaukite nedidelius šerdies gabaliukus ir padėkite juos tarp plokščių elektrodų, pavyzdžiui, skirtingų metalų (bronzos, cinko, aliuminio) monetų.
Galų gale turėtumėte baigti kažką panašaus į sumuštinį. Net vienas tokio mazgo gabalas gali tiekti iki 0,5 V!
Ir jei jūs surinksite kelis iš jų kartu, tada reikiamą reikšmę iki 5 V lengvai išgausite išvestyje.
Srovės stipris
Atrodytų, kad viskas, tikslas pasiektas, ir belieka tik rasti būdą, kaip prijungti laidus prie žibintuvėlio ar šviesos diodų maitinimo kontaktų.
Tačiau atlikę šią procedūrą ir surinkę ne silpną kelių kortelių konstrukciją, būsite labai nusivylę galutiniu rezultatu.
Aišku, mažai energijos vartojantys šviesos diodai šviečia, juk vis tiek gavote įtampą. Tačiau jų švytėjimo ryškumas katastrofiškai bus silpnas. Kodėl tai vyksta?
Nes, deja, tokia galvaninė ląstelė suteikia nežymią srovę. Jis bus toks mažas, kad net ne visi multimetrai gali jį išmatuoti.
Kažkas pagalvos, kadangi srovės nepakanka, reikia pridėti daugiau bulvių ir viskas susitvarkys.
Žinoma, žymiai padidėjus gumbavaisiams, padidės darbinė įtampa.
Kai keliasdešimt ir šimtai bulvių bus sujungtos iš eilės, įtampa padidės, tačiau svarbiausia nebus - pakankama talpa srovės stiprumui padidinti.
Ir visas šis dizainas nebus racionaliai tinkamas.
Praktinis būdas su virtomis bulvėmis
Bet vis dėlto ar yra paprastas būdas padidinti tokios baterijos galią ir sumažinti jos dydį? Taip, ten yra.
Pavyzdžiui, jei šiuo tikslu naudojate ne žalias, o virtas bulves, tada tokio elektros energijos šaltinio galia padidėja kelis kartus!
Patogiam kompaktiškam dizainui naudokite seną C (R14) arba D (R20) akumuliatorių.
Pašalinkite visą turinį iš vidaus (žinoma, išskyrus grafito lazdelę).
Užuot užpildę, užpildykite visą vietą virtomis bulvėmis.
Tada surinkite akumuliatorių atvirkštine tvarka.
Čia esminį vaidmenį vaidina senojo akumuliatoriaus dėklo cinko dalis.
Bendras vidinių sienų plotas yra daug didesnis nei tik įstrigę gvazdikai į žalias bulves.
Taigi didelė galia ir efektyvumas.
Vienas toks maitinimo šaltinis, kaip ir maža AA baterija, lengvai atiduoda beveik 1,5 volto.
Bet mums svarbiausia ne voltai, o miliamprai. Taigi, toks „virtas“atnaujinimas gali užtikrinti iki 80mA srovę.
Šios baterijos gali maitinti imtuvą arba elektroninį LED laikrodį.
Be to, visas agregatas veiks ne sekundes, o kelias minutes (iki dešimties). Daugiau baterijų ir bulvių, tuo daugiau akumuliatoriaus tarnavimo laiko.
Citrinų baterija
Acto baterija. Ledo kubelio dėklas gali padėti suprojektuoti kelių elementų akumuliatorių, kurio elektrolitas yra actas. Kaip elektrodus naudokite cinkuotus varžtus ir varinę vielą. Pripildę akumuliatorių actu ir prie jo prijungę LED lempą, pabandykite palaipsniui užpildyti ir maišyti ląstelėse esančią stalo druską: prieš mūsų akis išryškės spindesio ryškumas.
Sultingi vaisiai, jaunos bulvės ir kiti maisto produktai gali būti naudojami ne tik žmonėms, bet ir elektriniams prietaisams. Norėdami gauti iš jų elektrą, jums reikia cinkuoto vinio ar varžto (tai yra, beveik bet kokio vinio ar varžto) ir varinės vielos gabalo. Norėdami užregistruoti buvimą elektra, pravers buitinis multimetras, o LED lemputė ar net ventiliatorius, maitinamas baterijomis, padės aiškiau parodyti sėkmę.
Įmasažuokite citriną į rankas, kad suskaidytumėte vidines pertvaras, bet nepažeistumėte žievės. Įkiškite vinį (varžtą) ir varinę vielą taip, kad elektrodai būtų kuo arčiau vienas kito, bet neliesti. Kuo arčiau elektrodų, tuo mažesnė tikimybė, kad jie bus atskirti pertvara vaisiaus viduje. Savo ruožtu, kuo geresnis jonų mainas tarp elektrodų akumuliatoriaus viduje, tuo didesnė jo galia.
Eksperimento esmė buvo vario ir cinko elektrodus sudėti į rūgščią aplinką, nesvarbu, ar tai būtų citrinos, ar acto vonia. Vinis tarnaus kaip neigiamas elektrodas arba anodas. Vario viela yra paskirta kaip teigiamas elektrodas arba katodas.
Rūgščioje aplinkoje ant anodo paviršiaus vyksta oksidacijos reakcija, kurios metu išsiskiria laisvieji elektronai. Kiekvienas cinko atomas palieka du elektronus. Varis yra stiprus oksidatorius ir gali pritraukti elektronus, kuriuos išskiria cinkas. Jei uždarysite elektros grandinę (prijunkite elektros lemputę ar multimetrą prie improvizuotos baterijos), elektronai iš anodo į katodą tekės per jį, tai yra, grandinėje atsiras elektra.