Батарейка из лимона: Опыты с лимоном и лампочкой. Как сделать батарейку из лимона или яблока

Содержание

Как сделать батарейку из лимона

Удивительные вещи творятся порой вокруг. Оказывается, батарейку можно сделать не только из овощей – подходит картофель, но из цитрусовых. Причем лучше всего из лимона. Сама поделка отличается простотой и является хорошей демонстрацией физических процессов, которые изучают школьники.

Идея с использованием сока лимона в батареях не нова. Она известна с 1800 года по опытам Алессандро Вольта, придумавшего элемент питания из соединенных между собой цинковой и медной пластин и прокладкой между ними, которую он пропитал лимонным соком.

Существует два варианта батарейки из лимона. Для реализации первого нужен: лимон; два медных проводника 10-сантиметровой длины, толщиной 0,2…0,5 мм, имеющих изоляцию; канцелярская скрепка из стальной проволоки; маленькая лампочка (подходит та, которую вставляют в карманный фонарик).

Начинают с зачистки концов проводников от изоляции на 2…3 см. Конец одного провода прикручивают к меньшей стороне скрепки.

Готовят лимон. Его разминают в руках, чтобы разрушились внутренние перегородки. Затем в кожуре делают прорезь на ширину скрепки. На расстоянии 2…3 см от него устраивают прокол швейной иглой.

В надрез вставляют свободной стороной скрепку, в прокол – конец второго проводника. Прикладывают свободные концы проводов к основанию и верху цоколя лампочки – она должна засветиться. Если этого не произойдет, то соединяют проводниками последовательно несколько лимонов, увеличивая мощность «батарейки». У одного лимона она примерно 1 Вт.

Для реализации второго варианта нужно запастись: лимоном; медной монетой; оцинкованным гвоздем; двумя отрезками медной проволоки; лампочкой.

В кожуре лимона делают недалеко один от другого два разреза. К гвоздю и монете присоединяют очищенные от изоляции концы проводников, после чего их располагают в устроенных ранее надрезах. Свободные концы проводов подводят к лампочке – она загорится.

Работа батареек на лимоне объясняется тем, что внутри его имеется кислая среда. Оцинкованная скрепка или гвоздь, помещенные в нее, служат отрицательным электродом и выделяют свободные электроны. Медь является положительным электродом, сильным окислителем и притягивает их. Если цепь замкнута лампочкой, то электроды начинают перетекать от анода (цинк) к катоду (медной проволоке, монетке). В цепи возникает электричество, которое «зажигает» лампочку.

Батарея из лимона | Первая аккумуляторная компания

Под лимоном в последнее время понимают вовсе не цитрусовый плод, а аппетитную пачку денег – на покупку аккумулятора ее точно хватит. Однако же и обыкновенный лимон способен вырабатывать ток – даром что кислота в нем не серная, а  лимонная?

Рецепт известен: две пластинки из разных металлов, например из меди и цинка, воткнуть в беззащитный фрукт. Почему обязательно из разных? Для протекания тока нужна асимметрия: одинаковые электроды поведут себя одинаково, толку от их соседства будет мало. А вот цинк и медь растворяются в кислоте с разной скоростью, и соответствующие электроды приобретают различные электрические потенциалы. У меди он ниже, к ней и двинутся электроны. Если соединить пластинки между собой, то вольтметр, подключенный в такую цепь, покажет наличие напряжения. Забавный факт: за направление электрического тока в электротехнике условно принимают не движение толпы электронов, а прямо противоположное ему. Таким образом, в нашем эксперименте медный электрод получает знак «+», а цинковый – знак «–».

Четырех лимонов хватит для пробуждения к жизни индикаторного светодиода. А сколько их потребуется, чтобы крутануть стартер? Давайте прикинем. Испытанный нами цитрус выдал примерно 0,8 В – значит, для напряжения в 12 В понадобится 15 лимонов, включенных один за другим. И всё бы хорошо, но ток, рождаемый одним, даже самым «сильным» лимончиком, составляет от силы 1 мА! Чтобы выжать хотя бы сотню ампер, нужно увеличить число плодов в сто тысяч раз – получается полтора миллиона лимонов. Неудивительно, что под капотами вместо ящиков с цитрусовыми обосновались свинцовые аккумуляторы.

Электроды свинцового аккумулятора тоже разные: отрицательный сделан из порошкообразного свинца, а положительный – из пасты его двуокиси. Они погружены уже не в мякоть лимона, а в раствор серной кислоты – электролит. По мере разряда оба электрода постепенно становятся одинаковыми, превращаясь в так называемый сульфат свинца PbSO4, потребляя серу из электролита, чья плотность уменьшается. С течением времени он всё ближе к дистиллированной воде. Когда оба электрода станут одинаковыми, никакого тока из аккумулятора уже не выжмешь (как и из лимона с двумя одинаковыми пластинками внутри).
Чтобы зарядить аккумулятор, к нему подключают внешний источник электроэнергии. Происходит обратный процесс: сера возвращается в электролит, а оба электрода постепенно восстанавливаются до первоначального состава. Но лимон так не подзарядить.


Конечно, все описанное – сильно упрощенная модель современной батареи. Для придания ей вибростойкости, долговечности, снижения саморазряда в свинцовый сплав вводят небольшие количества сурьмы, кальция, ряд других присадок. Очень важна чистота электролита: даже ничтожные примеси меди и особенно железа резко ускоряют саморазряд, поэтому воду из-под крана доливать никак нельзя.


Так называемые кальциевые аккумуляторы – по сути, те же свинцовые, но с небольшой добавкой упомянутого металла. Их преимущества: очень низкий саморазряд (это позволяет хранить на складах уже залитые и готовые к работе батареи) и меньшая склонность к выкипанию электролита при зарядке (аккумулятор становится практически необслуживаемым).

На морозе химические процессы замирают, поэтому батарея не только хуже отдает ток, но и отказывается принимать заряд. Отсюда и неожиданные отказы крутить стартер: если поездки кратковременны, электролит не успевает прогреться – заряд не восстанавливается. При этом генератор работает исправно, но красная лампочка отсутствия зарядки не загорается. Еще одна зимняя особенность. Помните, мы говорили о падении плотности электролита и превращении активной массы электродов в сульфат свинца? И то и другое увеличивает внутреннее сопротивление аккумулятора – при большой нагрузке изрядная часть вольтов останется в батарее, а не пойдет на стартер.


Что еще стоит знать о стартерных батареях? Во-первых, никогда не допускайте глубокого разряда. Это приведет к необратимой сульфатации пластин – при заряде большая их часть так и не восстановится до исходного состояния, что равноценно потере емкости. Такая батарея вроде бы заряжается, выдает 12,6 В, но накапливает при этом так мало энергии, что ее может не хватить даже на однократный пуск.


А слабо поставить на машину мощную батарею – от танка? Если она, конечно, влезет. Эффект будет скромным: при коротких зимних поездках такой аккумулятор все равно мало-помалу разрядится, разве что позже штатного. В заряженном состоянии он, конечно, сможет дольше крутить стартер. Но это нужно лишь тем, у кого машина неисправна: то ли свечи заливает, то ли искры нет… Обладателям же мощной «музыки» лучше озаботиться подбором генератора, соответствующего энергопотреблению: в нормальном режиме именно он обеспечивает всех потребителей, а вовсе не батарея!
Лимоны же оставим для чаепития.

Источник: За рулем

 

Батарейка из лимона — MEL Chemistry

Что произошло

Если батарейка из лимона заряжает пищалку, то логично предположение, что с достаточным количеством лимонов вы можете обеспечить энергией свой дом. Только не спешите в магазин за лимонами! На самом деле, роль лимона не столь значима в этой батарейке. Все происходит благодаря двум разным металлам, погруженным в лимонный сок — именно они и производят электричество.

В чем секрет? В любом осязаемом объекте есть электроны , но у металлов все по-особенному: внутри них часть электронов может свободно перемещаться, а иногда и перебегать от одного металла к другому. Более того, электроны удерживаются разными металлами по-разному. Медь легко перетягивает отдельные электроны от магния через провод , создавая электрический ток. А вот магний со своими электронами расставаться не хочет.И здесь в игру вступает лимон. Частицы магния со «сбежавшими» электронами (ионы магния Mg2+ ) могут отделиться от полоски металла в лимонный сок, давая возможность электронам переходить от Mg к Cu. Чтобы принять ионы Mg

2+, лимонному соку нужно избавиться от некоторых положительных ионов. Хорошо, что в нем содержится много лимонной кислоты, которая легко отдает ионы H+ , как и другие кислоты. Часть этих ионов может забирать электроны у меди  и превращаться в молекулы водорода H2 . Они же, в свою очередь, становятся пузырьками газа и покидают раствор. А электроны переходят по проводу, и от этого звенит пищалка, пока кусочек магния полностью не растворится.

Что, если вам срочно нужен источник электричества, а под рукой нет меди Cu и магния Mg? Не переживайте! Подойдут и другие пары металлов. Чтобы подобрать хорошую пару, воспользуйтесь так называемым «электрохимическим рядом активности металлов». Металлы в этом ряду будут отдавать электроны всем металлам, стоящим справа от них (так же, как магний отдавал электроны меди). Чем дальше металлы находятся друг от друга, тем лучше они будут делиться электронами по проводу.

Если так получилось, что под рукой нет лимона, воспользуйтесь любым сочным фруктом, овощем или любым раствором с большим количеством ионов. Подойдут подсоленная вода, минералка или сок.

Как насчет огуречной батарейки из алюминия и серебра? Или лимонадной из цинка и золота? Создайте свою батарейку с помощью того, что найдете дома! Попробуйте использовать два элемента, чтобы зажечь светодиод, как в опыте «Элемент Даниеля». Учтите, что более активные металлы будут медленно растворяться и использованные фрукт или напиток нельзя будет употреблять в пищу.

Почему пищалка начинает работать?

Пищалка начинает звучать, как только в проводах появляется электрический ток. Но откуда он берется? Вставляя в лимон магниевую пластину и медный стержень, мы создаем гальванический элемент — химический источник тока. Его мощности достаточно, чтобы заставить пищалку работать.

Как работает батарейка из лимона?

Гальванический элемент, который мы создаем в этом эксперименте, работает благодаря значительной разнице в реакционной способности (или активности) магния и меди. Магний — очень активный металл, и каждый его атом легко избавляется от двух электронов, образуя ионы магния Mg2+. Атомам магния недостает электронов, поэтому магниевая пластинка становится положительно заряженной.

Магний активнее меди, поэтому, если эти два металла входят в одну электрохимическую ячейку, электроны в ней будут перемещаться от магния к меди через пищалку. Именно благодаря такому перемещению электронов ячейка работает. Электроны — отрицательно заряженные частицы, поэтому на медном стержне будет накапливаться избыточный отрицательный заряд.

В таких условиях и медь, и магний чувствуют себя некомфортно, но на помощь приходит лимон. То есть не сам лимон, а его сок, содержащий лимонную кислоту. В растворе лимонная кислота частично распадается на цитрат-анионы и ионы водорода H

+ (протоны). Другими словами, лимонный сок работает как раствор электролита, то есть раствор, способный проводить электрический ток. Затем протоны забирают у медного стержня избыточные электроны и образуют молекулы водорода:

2H+ + 2e → H2

В то же время положительно заряженные ионы магния покидают магниевую пластинку и переходят в раствор. Это означает, что магниевая пластинка постепенно растворяется:

Mg0 – 2e → Mg2+

Ионы магния будут переходить в раствор, пока магниевая пластинка полностью не растворится.

Как работает раствор электролита?

Как правило, электролитом является вещество, способное распадаться на ионы при растворении. Образованный при этом раствор называется раствором электролита. Лимонная кислота — не единственное вещество, которое работает как электролит. Электролитом может быть хлорид натрия (поваренная соль) или практически любая водорастворимая соль. При растворении электролита образуются и отрицательно (анионы), и положительно (катионы) заряженные ионы. Они помогают поддерживать баланс между зарядами в ячейке, убирая избыточный положительный или отрицательный заряд с металлических пластинок. Без такого баланса батарейка не смогла бы работать.

Какие металлы можно использовать в этом эксперименте?

В ряду активности металлов наиболее активные расположены слева, а менее активные — справа:

Li → K → Ba → Ca → Mg → Al → Zn → Fe → Sn → Pb → HCu → Hg → Ag → Pt → Au

Электроны перемещаются от более активного металла к менее активному, поэтому батарейка будет работать, если два металла в ней будут значительно различаться по активности. Например, другой парой металлов, которая подошла бы для эксперимента, были бы медь и цинк.

Исследование характеристик лимона как источника тока. Батарейка из лимона и способ ее изготовления Как с помощью лимона зажечь лампочку

Природные аккумуляторы электрической энергии, батарейка из фруктов – возможно ли это? Давайте попробуем разобраться с этим вопросом в нашей лаборатории.

Нужно отметить, что этот эксперимент хорош своей простотой и наглядностью. Его можно использовать как для школьного научного проекта (особенно, добавив теоретический раздел), так и в виде развлечения устроив неплохую презентацию, например, для друзей. Замечательно подойдет этот опыт и если вы просто решили с пользой провести время с ребенком – и весело, и познавательно!

В предыдущей статье об мы немного затронули историю создания батарейки, узнали, откуда в ней берется электричество, рассмотрели протекающие в гальваническом элементе процессы. А невероятно полезный метод познания окружающего мира под названием «Что там внутри?» помог нам посмотреть, из чего состоит батарейка. Правда, пришлось разломать несколько гальванических элементов, но в этой статье, обещаю, мы ломать ничего не будем. Только созидать!

Что нам для этого понадобится? Как мы уже выяснили, любой гальванический элемент состоит из электродов и электролита. Следуя традиции, никаких экзотических или труднодоступных материалов мы использовать не будем. Если вам захочется повторить эксперимент, потребуется следующее:

  • Овощи или фрукты, которые есть у вас под рукой. Только не говорите окружающим, для чего они вам нужны, а то в следующий раз, когда вам захочется, скажем, апельсинчика, вам не дадут – скажут, мол, опять собираешься продукты переводить 🙂 Они будут исполнять роль электролита в нашей партии батарейки (а точнее, содержащийся в них фруктовый сок, который благодаря фруктовым кислотам выполняет роль ионообменной среды).
  • Железные и оцинкованные гвозди. Если нет оцинкованных гвоздей, можете взять кусочки оцинкованной жести. Если после предыдущей статьи по устройству батареек у вас остался цинковый корпус – самое время достать его из заветной коробочки. Как вы поняли, все это будет выполнять роль электродов.
  • Несколько проводков. Я взял несколько жил от многожильного кабеля типа «витая пара». Провода нам нужны для того, чтобы организовать электрическую цепь – тот самый мостик, по которому электроны бегут от одного электрода к другому.
  • Ну и конечно же нам потребуется потребитель тока – зачем нам электричество, если нам некуда его тратить. В качестве потребителя стОит использовать что-нибудь маломощное: например калькулятор или светодиод. Что-либо помощнее, например, лампу накаливания, брать не стоит. Хотя, последним замечанием можно пренебречь, если у вас перед домом стоит грузовик с лимонами.

Разложим компоненты на нашем лабораторном столе.

Зачищаем от изоляции концы проводов.

Начинаем погружать электроды в электролит. Ну а если по-простому – то втыкать гвозди и пластины в заготовленные съестные припасы. Сначала один электрод…

… а затем и другой.

На концах электродов закрепляем провода.

Гальванический элемент готов! Половинка лимона показывает почти полвольта.

Проделав все вышеописанные процедуры с яблоком, видим, что гальванический элемент из этого фрукта дает аналогичное напряжение.

Аналогичное напряжение обеспечивает и апельсин.

А вот лук преподнес сюрприз. Батарейка из него получилась высоковольтная 🙂

А теперь давайте посмотрим, на что способна вся эта наша фруктово-электрическая братия. Конечно, каждый из этих элементов мало на что способен. Разве что просто продемонстрировать с помощью вольтметра, что электричество они вырабатывают на самом деле. Гораздо более эффектным будет демонстрация работы потребителей тока от наших фруктовых батареек. Как я уже отметил, напряжения, выдаваемого отдельным фруктовым гальваническим элементом, будет недостаточно для питания даже маломощных потребителей тока. Следовательно, нам нужно повысить напряжение. Этого можно достигнуть путем соединения нескольких гальванических элементов по последовательной схеме, т.е. вот так:

После соединения всех наших гальванических элементов в батарею получаем уже вполне солидное напряжение.

Попытаемся подключить светодиод (при подключении необходимо соблюсти полярность)… Горит!!!

Даже старый калькулятор, который я уже давно перестал считать рабочим, заработал от фруктовой батареи!

Ну что ж, опыт удался! Как видим, батарейка из фруктов вполне реальна. Конечно, как серьезный источник питания ее рассматривать нельзя. Но как отличный наглядный материал о природе электричества, который для непосвященных может выглядеть даже немного мистически, — вполне!

Удачи вам в ваших экспериментах!

МБОУ « Средняя общеобразовательная школа №6 г. Юрги»

Секция: Мир моих интересов.

Фруктовая батарейка.

МБОУ СОШ № 6,ученик 4 класса

Руководитель: Белоносова Т. В.

Юрга

2015

l . Введение.

ll . Основная часть.

    Как работает батарейка.

    Практическое использование батарее к.

lll . Заключение.

lV . Список литературы.

V . Приложение.

l . Введение.

М
оя работа появилась благодаря увлечению книгами и желанием мастерить поделки. Впервые о нетрадиционном использовании фруктов я прочитал в книге Николая Носова. По замыслу писателя, Коротышки Винтик и Шпунтик, жившие в Цветочном городе, создали автомобиль, работающий на газировке с сиропом.

И тогда я подумал, а вдруг фрукты тоже хранят какие-нибудь секреты.

Мне захотелось узнать как можно больше о необычных свойствах фруктов. Ученые утверждают, что если у вас дома отключат электричество, вы сможете некоторое время освещать свой дом при помощи лимонов.

Цель моего исследования:

Получение электрического тока из фруктов.

Задачи вы видите на слайде.

1. Ознакомиться с принципом работы батарейки.

2. Создать фруктовые батарейки.

3. Экспериментально определить напряжение таких батареек.

4. Постараться зажечь лампочку с помощью фруктовой батарейки.

Предмет исследования: получение электрического тока.

Объект исследования : фруктовые батарейки.

Г
ипотеза:

Являются ли фрукты источником электрического тока? Можно ли сделать батарейку из фруктов?

ll . Основная часть.

Как работает батарейка.


Для начала разберёмся, что такое электрический ток. Электрический ток — это движение электрически заряженных частиц. Я решил узнать, как устроена обычная батарейка. Батарейку сам я не разбирал, воспользовался энциклопедией. Любая батарейка или аккумулятор – это две металлические пластины, помещенные в специальное химическое вещество – электролит. Одна пластина подключена к выводу «+», другая – к выводу «-».


Батарейка – это удобное хранилище электричества, которое может быть использовано для обеспечения энергией переносных устройств. Некоторые батарейки предназначены для одноразового использования, другие можно перезаряжать. Батарейки бывают разнообразной формы и размеров. Некоторые – маленькие, как таблетка. Некоторые – величиной с холодильник. Но все они работают по одному принципу. В них создается электрический заряд в результате реакции между двумя химическими веществами, в ходе которой электроны передаются от одного из них другому.

В качестве электродов цинк (оцинкованная пластинка) и медь (медная проволочка), а электролит – раствор солей и кислот. Два металла погружённые в раствор вступают в химическую реакцию и вырабатывается электрический ток.

Первый источник электрического тока был изобретен случайно, в конце 17 века итальянским ученым Луиджи Гальвани (на самом деле целью опытов Гальвани был не поиск новых источников энергии, а исследование реакции подопытных животных на разные внешние воздействия). Явление возникновения и протекания тока было обнаружено при присоединении полосок из двух разных металлов к мышце лягушачьей лапки.

Опыты Гальвани стали основой исследований другого итальянского ученого – Алессандро Вольта. 200 лет назад он сформулировал главную идею изобретения.

Изобретенная 200 лет назад самая первая батарейка работала именно на основе фруктового сока.

Алессандро Вольта в 1800 году сделал открытие, собрав нехитрое устройство из двух пластин металла (цинк и медь) и кожаной прокладки между ними, пропитанной лимонным соком.

Алессандро Вольта выявил, что между пластинами возникает разность потенциала. Именем этого ученого назвали единицу измерения напряжения, а его фруктовый источник энергии стал прародителем всех нынешних батареек, которые в честь Луиджи Гальвани называют теперь гальваническими элементами.


В Интернете я увидел фотографию, на которой запечатлено устройство, которое можно собрать своими руками. Это электронные часы, использующие вместо батарейки фрукты.

Я провёл анкетирование среди учащихся моего класса, с целью выяснения, что они знают про батарейки о существовании фруктовой батарейки.

Что содержится в батарейке?

По результатам анкеты я могу сделать вывод, что: ребята знают,что содержится внутри батарейки и как она работает. И про фруктовую батарейку ребята слышали. (рис. 1)

Фруктовый сок по своему составу представляет собой слабую кислоту, поэтому если вставить во фрукт 2 электрода: один медный — другой цинковый, то между электродами потечет слабый ток, достаточный для питания часов. Но я не привык верить на слово, поэтому решил проверить лично – правда это или нет.

Эксперимент по созданию батареек.

Для создания фруктовых батареек мне понадобились:

Материалы:

    Оцинкованная пластинка


    Мультиметр – прибор для измерения силы тока и напряжения.


4.Фрукты.

Приступаю к измерению тока во фруктах.

Мною, с помощью папы, были сделаны гальванические элементы из груши, яблока и лимона. В каждом элементе были сделаны замеры прибором мультиметром. (рис.2)

Нас удивило, что лимон, груши и яблоки дают электричество! Результаты измерений напряжения я занес в таблицу. (рис.3)

Я узнал, что обычная пальчиковая батарейка даёт 1,5 Вольта.

Итак, гипотеза нашла своё подтверждение: разные фрукты дают разный по силе ток.

V . Приложение.

Рисунок 1 .

Анкета.

Что содержится в батарейке?

На этот вопрос все ребята ответили — да.

Существуют ли фруктовые батарейки?

Рисунок 2.

Берем грушу с одной стороны вставляем медную проволочку, а с другой цинковую пластину.


Батарейка готова измеряем напряжение.


Берем яблоко с одной стороны вставляем медную проволочку, а с другой цинковую пластину. Батарейка готова измеряем напряжение.


Берем лимон с одной стороны вставляем медную проволочку, а с другой цинковую пластину. Батарейка готова измеряем напряжение.


Обычная пальчиковая батарейка даёт 1,5 Вольта.



Рисунок 3.

Результаты измерений напряжения.

Фрукты

Напряжение, V

Груша

0.90

Яблоко

0.87

Лимон

0.90

Рисунок 4.

Взяли маленькую светодиодную лампочку. Подсоединили её к контактам лимона.



Мой голубой светодиод начинает светиться !


Многим школьникам на уроках химии, физики или трудов посчастливилось сделать батарейку из лимона. Звучит это странно, ведь все привыкли видеть элементы питания стандартного типа. Но источник энергии из фрукта это что-то необычное!

Как сделать батарейку из лимона?

В действительности соорудить подобную установку можно из любого фрукта. Вся разница будет лишь в напряжение. У лимона есть преимущество, в нем имеется лимонная кислота. Она способна генерировать больший электрический ток.

Вот что потребуется для создания лимонной батарейки:

  1. Лимон – 1-2 штуки.
  2. Медная проволока в количестве 1 штуки. Для масштабного эксперимента можно взять по больше. Если нет, можно использовать монетку.
  3. Цинковая пластина. В ее роли может выступать обычный металлический болт, шуруп или проволока.
  4. Мультиметр или тестер для определения напряжения.
  5. Светодиод. Он позволит зафиксировать наглядно что ток имеется.

Как видите в основе изготовления этой батареи лежат всего три вещи.

Шаг №1.

Возьмите лимон и немного его помните. Так же при желании можете помыть и протереть. Хотя это не так важно.

Шаг №2.

Поместите на небольшую глубину до 2 см медный проводник и недалеко от него металлический.

Подсоедините к торчащим прутикам провода.

Протестируйте мультиметром сколько данная установка выдает вольт.

В итоге 0,91 вольт!

Соберите вторую лимонную батарейку и соедините их последовательно. Либо воткните еще медный и металлический провод. Затем наискосок соедините их между собой.

Дело в том, что светодиод не будет гореть от одной батарейки, поэтому потребуется вторая.

Таким образом батарейка из лимона стабильно может выдавать электрический ток.

Объяснение: Работа подобного элемента питания основана на взаимодействии двух проводников разноименных металлов. После того как их помещают в лимон их окружает среда из лимонной кислоты. Это вещество служит электролитом. То есть начинает течь химическая реакция и ионы перемещаются, выдавая энергию.

В место монеты лучше всего использовать проволоку медную.

Зажгите лампочку с помощью… лимона!

Сложность:

Опасность:

Сделайте этот эксперимент дома

Безопасность

    Перед началом опыта наденьте защитные перчатки и очки.

    Проводите эксперимент на подносе.

Общие правила безопасности

  • Не допускайте попадания химических реагентов в глаза или рот.
  • Не допускайте к месту проведения экспериментов людей без защитных очков, а также маленьких детей и животных.
  • Храните экспериментальный набор в месте, недоступном для детей младше 12 лет.
  • Помойте или очистите всё оборудование и оснастку после использования.
  • Убедитесь, что все контейнеры с реагентами плотно закрыты и хранятся по правилам после использования.
  • Убедитесь, что все одноразовые контейнеры правильно утилизированы.
  • Используйте только оборудование и реактивы, поставляемые в наборе или рекомендуемые текущими инструкциями.
  • Если вы использовали контейнер для еды или посуду для проведения экспериментов, немедленно выбросьте их. Они больше не пригодны для хранения пищи.

Информация о первой помощи

  • В случае попадания реагентов в глаза тщательно промойте глаза водой, при необходимости держа глаз открытым. Немедленно обратитесь к врачу.
  • В случае проглатывания промойте рот водой, выпейте немного чистой воды. Не вызывайте рвоту. Немедленно обратитесь к врачу.
  • В случае вдыхания реагентов выведите пострадавшего на свежий воздух.
  • В случае контакта с кожей или ожогов промывайте поврежденную зону большим количеством воды в течение 10 минут или дольше.
  • В случае сомнений немедленно обратитесь к врачу. Возьмите с собой химический реагент и контейнер от него.
  • В случае травм всегда обращайтесь к врачу.
  • Неправильное использование химических реагентов может вызвать травму и нанести вред здоровью. Проводите только указанные в инструкции эксперименты.
  • Данный набор опытов предназначен только для детей 12 лет и старше.
  • Способности детей существенно различаются даже внутри возрастной группы. Поэтому родители, проводящие эксперименты вместе с детьми, должны по своему усмотрению решить, какие опыты подходят для их детей и будут безопасны для них.
  • Родители должны обсудить правила безопасности с ребенком или детьми перед началом проведения экспериментов. Особое внимание следует уделить безопасному обращению с кислотами, щелочами и горючими жидкостями.
  • Перед началом экспериментов очистите место проведения опытов от предметов, которые могут вам помешать. Следует избегать хранения пищевых продуктов рядом с местом проведения опытов. Место проведения опытов должно хорошо вентилироваться и находиться близко к водопроводному крану или другому источнику воды. Для проведения экспериментов потребуется устойчивый стол.
  • Вещества в одноразовой упаковке должны быть использованы полностью или утилизированы после проведения одного эксперимента, т.е. после открытия упаковки.

Часто задаваемые вопросы

Светодиод не горит. Что делать?

Во-первых, проследите, чтобы пластины в лимоне не касались друг друга.

Во-вторых, проверьте качество соединения крокодилов с металлическими пластинами.

В-третьих, убедитесь, что светодиод подключён верно: чёрный крокодил крепится к короткой «ножке», красный – к длинной. При этом крокодилы не должны касаться другой «ножки», иначе произойдёт замыкание цепи!

Сок около магниевой пластины шипит. Это нормально?

Всё хорошо. Магний – активный металл, и он взаимодействует с лимонной кислотой с образованием цитрата магния и выделением водорода.

Другие эксперименты

Пошаговая инструкция

  1. Возьмите 2 магниевые пластинки из баночки с надписью «Mg».
  2. Приготовьте 2 зажима-крокодила: 1 чёрный и 1 белый. Подсоедините магниевые пластинки к чёрному и белому крокодилам.
  3. Возьмите 2 медные пластины из баночки с надписью «Cu».
  4. Подсоедините медную пластинку к свободному концу белого крокодила. Подсоедините медную пластинку к красному крокодилу.
  5. Разрежьте лимон пополам. Вставьте в одну половинку лимона медную и магниевую пластинки на небольшом расстоянии друг от друга (примерно 1 см). Повторите с двумя оставшимися пластинками, используя вторую половинку лимона. Убедитесь, что пластинки не соприкасаются.
  6. Возьмите светодиод. Подсоедините свободный конец красного крокодила к длинной ножке светодиода. Подсоедините свободный конец чёрного крокодила к короткой ножке светодиода. Cветодиод загорится!

Утилизация

Твёрдые отходы эксперимента утилизируйте вместе с бытовым мусором. Растворы слейте в раковину и затем тщательно промойте её водой.

Что произошло

Почему диод начинает светиться?

В условиях опыта протекает химическая реакция: электроны с магния Mg переходят на медь Cu. Такое движение электронов и есть электрический ток. Проходя через светодиод, он заставляет его светиться. Таким образом, собранная в данном опыте установка действует как батарейка – химический источник тока.

Узнать больше

Участники этого опыта − медь Cu и магний Mg − весьма схожи. Оба они – металлы. Это означает, что они достаточно ковкие, блестят, хорошо проводят электричество и тепло. Все эти свойства – следствия внутреннего строения металлов. Его можно представить как расположенные в определённом порядке положительные ионы, которые удерживаются вместе с помощью общих для всего кусочка металла электронов. Именно из-за этой общности электроны могут «гулять» по всему объёму металла.

Несмотря на общие мотивы в строении, медь и магний отличаются друг от друга. Общая «свора» электронов удерживается в кусочке меди сильнее, чем в случае с магнием. Поэтому чисто теоретически мы можем себе представить процесс, в котором электроны из магния «убегают» к меди. Однако это приведёт к увеличению зарядов: положительного в магнии и отрицательного − в меди. Долго так продолжаться не может: из-за взаимного отталкивания отрицательно заряженным электронам будет невыгодно переходить дальше в медь. Заряд, таким образом, собирается у поверхности соприкосновения двух разных металлов.

Любопытно, что степень переноса электронов с одного металла на другой зависит от температуры. Эту связь используют в электронных устройствах, позволяющих измерять температуру. Простейшим таким прибором, который использует данный эффект, является термопара . Сейчас использование термопар является повсеместным, и именно они лежат в основе электронных термометров.

Вернёмся к нашему опыту. Для того чтобы электроны с магния на медь перебегали постоянно, а сам процесс стал необратимым, необходимо удалять положительный заряд с магния и отрицательный заряд с меди. Здесь в свою роль вступает лимон. Важно, какую среду он создаёт для воткнутых в него медной и магниевой пластин. Всем известно, что лимон имеет кислый вкус преимущественно благодаря содержащейся в нём лимонной кислоте. Естественно, и вода в нём тоже присутствует. Раствор лимонной кислоты способен проводить электричество: при её диссоциации происходит возникновение положительно заряженных ионов водорода H + и отрицательно заряженного остатка лимонной кислоты. Такая среда идеально подходит для удаления положительного заряда с магния и отрицательного заряда с меди. Первый процесс происходит довольно просто: положительно заряженные ионы магния Mg 2+ переходят с поверхности магниевой пластинки в раствор (лимонный сок):

Mg 0 – 2e — → Mg 2+ раствор

Второй процесс происходит на медной пластинке. Поскольку на ней скапливается отрицательный заряд, это притягивает ионы водорода H + . Они способны забирать электроны с медной пластинки, превращаясь сначала в атомы H, а затем почти сразу в молекулы H 2 , которые улетают восвояси:

2H + + 2e — → H 2

Почему нельзя обойтись только одной парой «медь-магний»?

Ближайший аналог системы «медная пластинка – лимон – магниевая пластинка» ¬– это обыкновенная пальчиковая батарейка. Она работает по тому же принципу: происходящие внутри неё химические реакции приводят к возникновению тока электронов, то есть электричества. Вы наверняка замечали, что в некоторых приборах пальчиковые батарейки располагаются подряд (т.е. минусовой полюс одной соприкасается с плюсовым полюсом другой). Чаще они это делают не напрямую, а посредством проводков или небольших металлически пластинок. Но суть остаётся прежней − это нужно, чтобы увеличить силу, которая действует на электроны, а значит – увеличить силу тока.

Так же и медная пластинка в одном кусочке лимона соединяется с магниевой пластинкой другого. Если соединить диод только с одной парой «медь-магний», он не начнёт светиться, а вот использование двух пар приводит к желаемому результату.

Узнать больше

Для описания силы, которая заставляет заряды двигаться, то есть приводит к возникновению электричества, используют понятие напряжение . Например, на любой батарейке указано значение напряжения, которое она может создавать в подключённом к ней приборе или проводнике.

Напряжения, которое создаёт одна пара «магний-медь», недостаточно для данного опыта, но вот двух пар уже хватает.

Почему мы используем именно медь и магний? Можно ли взять какую-то другую пару металлов?

Все металлы по-разному способны удерживать электроны. Это позволяет выстроить их в так называемый электрохимический ряд . Металлы, которые стоят в этом ряду левее, удерживают электроны хуже, а те, что правее, – лучше. В нашем опыте электрический ток возникает именно из-за разницы между медью и магнием в их способности удерживать электроны. В электрохимическом ряду медь стоит значительно правее магния.

Мы вполне можем взять два других металла – необходимо лишь, чтобы между их желанием удерживать при себе электроны была достаточная разница. Например, в этом опыте вместо меди можно использовать серебро Ag, а вместо магния – цинк Zn.

Тем не менее, мы выбрали именно магний и медь. Почему?

Во-первых, они весьма доступны, в отличие от того же серебра. Во-вторых, магний – металл, который одновременно сочетает в себе достаточную активность и стабильность. Подобно щелочным металлам – натрию Na, калию K и литию Li – он легко окисляется, то есть отдаёт электроны. С другой стороны, поверхность магния покрыта тонкой плёнкой его оксида MgO, которая не разрушается при нагревании вплоть до 600 o C. Она защищает металл от дальнейшего окисления на воздухе, что делает его весьма удобным в использовании на практике.

Какие ещё фрукты и овощи можно использовать вместо лимона?

Многие фрукты и овощи подойдут для этого опыта. Достаточно лишь наличия у них сочной мякоти. Например, вместо лимона можно взять яблоко, банан, помидор или картофель. Даже крупная виноградина подойдёт!

Во всех этих овощах, фруктах и ягодах достаточно воды, а также веществ, которые диссоциируют (распадаются на заряженные частицы − ионы) в воде. Поэтому в них тоже может протекать электрический ток!

Что такое диод и как он устроен?

Диоды – это маленькие приборы, способные пропускать через себя электрический ток и выполнять при этом какую-то полезную работу. В данном случае речь идёт о светодиоде – при пропускании электрического тока он светится.

Все современные диоды содержат в своей основе полупроводник – особый материал, электропроводность которого не очень велика, но может вырастать, например, при нагревании. Что такое электропроводность? Это способность материала проводить через себя электрический ток.

В отличие от простого кусочка полупроводника, любой диод содержит два его «сорта». Само название «диод» (от греч. «δίς») означает, что в его составе есть два элемента – обычно их называют анод и катод .

Анод диода состоит из полупроводника, содержащего так называемые «дырки» − области, которые могут быть заполнены электронами (фактически пустые полочки специально для электронов). Эти «полочки» могут достаточно свободно перемещаться по всему аноду. Катод диода тоже состоит из полупроводника, но другого. Он содержит электроны, которые тоже могут относительно свободно двигаться по нему.

Оказывается, что такой состав диода позволяет электронам легко двигаться через диод в одну сторону, но практически не позволяет двигаться им в обратном направлении. Когда электроны движутся от катода к аноду, на границе между ними происходит встреча «свободных» электронов в катоде и электронных вакансий (полочек) в аноде. Электроны с удовольствием занимают эти вакансии, и ток двигается дальше.

Представим, что электроны двигаются в обратном направлении – им нужно слезть с уютных полочек в материал, где этих полочек нет! Очевидно, это им не выгодно и ток в этом направлении не пойдёт.

Таким образом, любой диод может выступать в роли своего рода клапана для электричества, которое проходит через него в одну сторону, но не проходит в другую. Именно это свойство диодов позволило использовать их в качестве основы для вычислительной техники – любой компьютер, смартфон, ноутбук или планшет содержит в своём составе процессор, в основе которого – миллионы микроскопических диодов.

У светодиодов, конечно же, другое применение – в освещении и индикации. Сам факт возникновения света связан с особым подбором полупроводниковых материалов, из которых состоит диод. В некоторых случаях тот самый переход электронов с катода в вакансии анода сопровождается выделением света. В случаях разных полупроводников происходит свечение разных цветов. Важными преимуществами диодов по сравнению с другими электрическими источниками света являются их безопасность и высокая эффективность – степень преобразования энергии электрического тока в свет.

Сочные фрукты, молодой картофель и другие пищевые продукты могут служить питанием не только для людей, но и для электроприборов. Чтобы добыть из них электричество, понадобятся оцинкованный гвоздь или шуруп (то есть практически любой гвоздь или шуруп) и отрезок медной проволоки. Чтобы зафиксировать присутствие электричества, нам пригодится бытовой мультиметр, а более наглядно продемонстрировать успех поможет светодиодный светильник или даже вентилятор, рассчитанные на питание от батареек.

Разомните лимон в руках, чтобы разрушить внутренние перегородки, но не повредите кожуру. Воткните гвоздь (шуруп) и медную проволоку так, чтобы электроды располагались как можно ближе друг к другу, но не соприкасались. Чем ближе будут находиться электроды, тем меньше вероятность, что они окажутся разделены перегородкой внутри фрукта. В свою очередь, чем лучше ионный обмен между электродами внутри батарейки, тем больше ее мощность.

Суть опыта в том, чтобы поместить медный и цинковый электроды в кислую среду, будь то лимон или ванночка с уксусом. Гвоздь послужит нам отрицательным электродом, или анодом. Медную проволоку назначим положительным электродом, или катодом.

В кислой среде на поверхности анода протекает реакция окисления, в процессе которой выделяются свободные электроны. С каждого атома цинка уходит два электрона. Медь — сильный окислитель, и она может притягивать электроны, освобожденные цинком. Если замкнуть электрическую цепь (подключить к импровизированной батарейке лампочку или мультиметр), электроны потекут от анода к катоду через нее, то есть в цепи возникнет электричество.


Картофель — от природы прекрасный корпус и электролит для гальванического элемента. Картошка стабильно давала нам напряжение более 0,5 В с одного элемента, тогда как лимон демонстрировал результат в районе 0,4 В. Чемпион по вольтажу — уксус: 0,8 В с ячейки. Чтобы получить большее напряжение, соединяйте элементы последовательно. Для питания более мощных потребителей (вентилятор) — параллельно.

На поверхности катода, то есть отрицательно заряженного электрода, идет реакция восстановления: катионы (положительно заряженные ионы) водорода, содержащиеся в кислоте, получают недостающие электроны и превращаются в водород, выходящий наружу в виде пузырьков. Около катода возникает концентрация анионов (отрицательно заряженных ионов) кислоты, а около анода — катионов цинка. Чтобы сбалансировать заряды в электролите, необходимо обеспечить ионный обмен между электродами внутри батарейки.


Повышенная кислотность почвы — проблема для агрономов, но радость для электротехников. Содержание ионов водорода и алюминия в земле позволяет буквально воткнуть в горшок две палки (как обычно, цинковую и медную) и получить электричество. Наш результат — 0,2 В. Для улучшения результата почву стоит полить.

Важно понимать: электричество вырабатывается не из лимона или картошки. Это вовсе не та энергия химических связей в органических молекулах, которая усваивается нашим организмом в результате потребления пищи. Электроэнергия возникает благодаря химическим реакциям с участием цинка, меди и кислоты, и в нашей батарейке именно гвоздь служит расходным материалом.

Как сделать батарейку из лимона? | looklife

Очень странный вопрос, подумает кто-то из вас. И, тем не менее, изготовить батарейку из лимона решаются многие, узнав следующий рецепт. Эксперимент будет очень простым и довольно-таки безопасным, а потому провести его можно вместе с ребенком.

Мы не станем вдаваться в подробности о том, что аккумуляторы и батарейки являются частью нашей повседневной жизни. О том, что многие электрические приборы работают именно от них. И так далее и тому подобное. Перейдем непосредственно к нашей теме рассмотрим её в несколько шагов.

Шаг № 1 — Собираем материалы

Ничего сложного в этом нет. Нам понадобится следующее: лимон, оцинкованный гвоздь, медная копейка, вольтметр и конечно же нож. Так как последний предмет является опасным для детей маленького возраста, эксперимент проводить необходимо под контролем взрослых.

Шаг № 2 — Готовимся к подключению сети

Лимон необходимо хорошенько помять или сжать, но таким образом, чтобы не повредить его кожуру. Можно катать его по плоской поверхности, осторожно надавливая. Такие действия необходимо произвести, чтобы высвободить соки внутри лимона. Именно они понадобятся для работы батареи.

Далее при помощи ножа сделайте щель через кожуру в центре лимона. Щель должна быть достаточно большой и глубокой, чтобы вставить медную монету примерно до центра фрукта. А вот гвоздь нужно вдавить в лимон примерно в 2 сантиметрах от копейки. Эти предметы будут служить положительными и отрицательными сторонами будущей батареи.

Шаг № 3 — Да будет электричество!

Теперь всё что остаётся, это прикрепить зажимы вольтметра к копейке и гвоздю. После всех проделанных манипуляций можно увидеть небольшое увеличение напряжения на вольтметре. Если вольтметр показывает отрицательное значение, просто переключите зажимы от гвоздя к монетке. В таком случае оно должно измениться на положительное напряжение.

На этом наш эксперимент окончен. Надеемся, что у вас всё получилось и прошло благополучно и успешно.

Свет из лимона

Уже более 200 лет известны химические источники постоянного тока. Первые батареи состояли из цинковых и медных пластин, погруженных в серную кислоту (Вольта, 1800). С помощью последовательного соединения этих батарей в течение нескольких лет удалось достичь напряжений более 1000 В, использованных, например, для получения электрической дуги (Дэви, Петров, 1802).

Примерно в то же время возникла и идея, что в качестве кислоты можно использовать лимонную кислоту, присутствующую в лимонах. Эта идея не нашла практического применения в силу меньшей технологичности. Для того чтобы достичь приемлемых для технического использования величин силы тока и напряжения, кислоты в лимонах было явно недостаточно.

В наши дни в силу миниатюризации техники идея использования лимонов обретает «второе дыхание». Простейший светодиод для работы требует напряжения от 1,5 до 4 В и силы тока около 20 мА. Эти параметры легко достигаются в простейших схемах на базе лимона. Все необходимые компоненты для сборки схем легкодоступны в продовольственных и хозяйственных магазинах. Для получения света следует взять медную пластину (монету, скрепку и т.п) и цинковую пластину (оцинкованную жесть, деталь или гвоздь). В принципе, вместо цинка можно взять магниевые или даже стальные предметы, вопрос лишь в подборе количества пар электродов для получения необходимого напряжения. В разрезанный пополам лимон надо вставить две пары пластин из разных металлов. Соберите электрическую цепь, как показано на иллюстрации, с помощью соединительных шнуров с зажимами «крокодил», соблюдая полярность. Вследствие химических реакций на электродах по цепи пойдет постоянный ток, достаточный для питания светодиода, и светодиод должен засветиться. Если напряжения все же недостаточно, то добавьте в одну из половин лимона еще пару пластин и подсоедините их последовательно.

Этот простой, но эффектный опыт может служить хорошим примером для пробуждения интереса к науке и тяги к техническому творчеству у детей.

Материал подготовлен методистом Колясниковым О.В.

В материале использована иллюстрация из статьи «Батарейка из лимона» URL: https://melscience.com/ru/experiments/electricty-lemon/ (дата обращения 30.11.2016).

ЛИМОННЫЙ АККУМУЛЯТОР


ЛИМОННЫЙ АККУМУЛЯТОР

   День добрый коллеги! Моя статья многим может показаться странной, а многие скажут, что это не новость. И те и другие правы, статья про то, как из лимона получить электрический ток. Лимонов можно купить много, но еще дешево купить в магазине пальчиковую батарейку, но статья создана для любителей и новичков, уверен радиомастера даже не обратят на него внимания.

   Итак рассмотрим нашу лимонную батарейку, а что тут рассматривать просто лимон в который воткнуты два электрода и все! Но обо всем по порядку. Идем в магазин и покупаем 4 лимона, почему именно 4? Узнаете позже. Не забываем по дороге забегать в строительный магазин и купить 4 гвоздя (гвозди самые обыкновенные). 

   Дома ищем медные монеты или монетки с медным покрытием. Далее смотрим фотографии. Втыкаем гвоздь и монетку в лимон и проверяем напряжение на электродаx. Медная монета плюсовой потенциал плюс, а гвоздь — минус. Далее берем все остальные лимоны и делаем с ними тоже самое, что и с первым. Если вы все же не смогли медные монеты можете применить одножильный медный провод с диаметром 1 мм и больше, но не забудьте снять изоляцию если конечно она присутствует. 

   Дальше подключаем наши лимонные элементы друг к другу последовательным образом ( плюс одного лимона к минусу другого), впрочем смотрите дальше по фотографиям. Далее берем светодиод — любой и подключаем к блоку из лимонных батарей. ВУАЛЯ! светодиод светится. Тут нет фокуса, просто вся тайна в лимонной кислоте и электродов из разных металлов. А есть еще один способ который позволит светодиоду светится от одного лимона, просто нужно смастерить несложный преобразователь напряжения для питания светодиода! Но обо всем по порядку. 

   Теперь нужно взять зарядное устройство от мобильного телефона и отрезать штекер. Там два провода обычно красный это плюс, или если провода белый и черный тут у нас белый будет плюсом. Берём наш лимон и заряжаем его подключив плюс зарядного устройства к плюсу нашей батарейки, а мину — к минусу. Ждем около 5-10 минут и все! лимон заряжен и в нем напряжение не 0,3-0,4 вольт, как было в начале, а 1,3! Теперь уже если подключить два заряженных лимона последовательно друг к другу он способен питать светодиод. 

   Теперь рассмотрим конструкцию преобразователя к лимонной батарейке. Нам нужно ферритовое кольцо, его можно достать в блоке от ламп дневного света. Кроме кольца нам нужен транзистор типа кт 315 или ему подобные (кт368, С9014, 9018 или другие). Смотрите сxему этого преобразователя. На трансформатор (он же ферритовое кольцо) нужно намотать две обмотки по 15 витков провода, с диаметром 0,2-0,6 мм. 

   Если преобразователь не заработал, то следует менять концовку обмоток и все заработает. Теперь можно присоединить преобразователь к лимонному аккумулятору! Пробуйте на здоровья и включите фантазию.


Поделитесь полезными схемами

СИГНАЛИЗАЦИЯ ИЗ МОБИЛЬНОГО ТЕЛЕФОНА

   Схема устройства показана на рисунке. В его состав входит сетевой блок питания, собранный на трансформаторе Т1, мостовом выпрямителе, сглаживающем конденсаторе С4 и стабилизаторе напряжения DA1. Индикатором наличия выходного напряжения стабилизатора служит светодиод HL2. Это напряжение поступает на сотовый телефон и обеспечивает постоянную подзарядку его аккумулятора.




СХЕМА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ДЛЯ ЛАМПЫ

   Схема такого преобразователя не новая, но она была переделана и в итоге переделки количество используемых радиодеталей резко сократилось. 


СЕТЕВОЙ БЛОК ПИТАНИЯ НА 5 ВОЛЬТ

    Само устройство состоит из нескольких деталей и наладки не требует, работает сразу после включения. На выходе строго 5 вольт, хотя блок питания и не содержит понижающего сетевого трансформатора.


Как сделать лимонную батарею | Научный проект

  • Лимон или другие цитрусовые
  • Медный провод 18 (или меньше) сечения
  • Устройство для снятия изоляции и клипсов
  • Взрослый или старший друг
  • Стальная канцелярская скрепка, маленький гальванизированный гвоздь (покрытый цинком) или кусок цинка (идеально)
  1. Попросите своего взрослого использовать приспособления для зачистки проводов, чтобы сначала снять пластиковую изоляцию на 2,5 дюйма с медного провода.Затем попросите взрослого закрепить этот кусок зачищенной проволоки от основного рулона.
  2. Осторожно распрямите стальную скрепку. Используйте кусачки для проволоки, чтобы отрезать ее до такой же длины, как и ваш медный провод.
  3. С помощью наждачной бумаги сотрите неровности проволоки или скрепки. Вы собираетесь прикоснуться концами проволоки к языку, чтобы они были гладкими. Если вы используете покрытый цинком гвоздь или кусок, слегка поцарапайте его наждачной бумагой, чтобы открыть свежую поверхность.
  4. Осторожно покатайте лимон по столу, чтобы разрушить стенки клеток и разжижить сок внутри. Кислый сок нужен для химической реакции , которую вы собираетесь запустить. Тот факт, что сок кислый, должен дать нам некоторое представление о том, какие химические вещества входят в состав лимонного сока. Как вы думаете, что нам может сказать кисловатый вкус?
  5. Осторожно воткните медную проволоку примерно на 1 дюйм в лимон.
  6. Убедитесь, что ваш язык пропитан слюной или слюной.Прикоснитесь языком к медной проволоке. Вы что-нибудь замечаете?
  7. Прикрепите скрепку, оцинкованный гвоздь или цинковую полоску к месту на лимоне на расстоянии примерно 1/4 дюйма от медной проволоки. Убедитесь, что провода не соприкасаются. Провода должны быть близко друг к другу, потому что они будут менять местами материю в химической реакции. Если они будут слишком далеко друг от друга, дело может сбиться с пути.
  1. На этот раз прикоснитесь влажным языком к обоим концам проволоки. Что вы заметили?

Когда вы коснулись языком только медного провода, вы, скорее всего, не заметили бы ничего необычного. Когда вы коснулись языком ОБЕИХ металлических концов, вы могли почувствовать покалывание или почувствовать металлический привкус.

Покалывание или металлический привкус, который вы заметили, показывают, что ваша лимонная батарея вырабатывала электрический ток . Это означает, что крошечные электронов перемещались по поверхности вашего языка.Электроны — это субатомные частицы, которые приближаются к центру атома и составляют отрицательно заряженную часть атома.

Лимонная батарея, которую вы сделали, представляет собой тип батареи, называемой вольтовой батареей . Эти типы батарей сделаны из двух разных металлов, которые действуют как электроды , или места, где электроны могут входить в батарею или выходить из нее. В вашем случае электрический ток вошел в ваш язык, поэтому вы почувствовали покалывание.

Так почему же нам удалось воткнуть электроды в лимон и получить батарею? Металлы всех гальванических батарей должны быть помещены в электролит .Электролит — это вещество, которое может проводить электрический ток при растворении в воде. Крошечный кусочек соли в вашей слюне превращает вашу слюну в электролит, а кислая лимонная кислота делает то же самое с лимонным соком. Батареи перестают работать, когда недостаточно электролита для реакции с металлом или когда остается недостаточно металла для реакции с электролитом.

Вы можете генерировать больше электрического тока, подключив несколько лимонных батарей. Просто сделайте вторую батарею и соедините цинковую или стальную деталь одной батареи с медным проводом другой батареи, используя другой кусок медной проволоки в качестве моста.

Увеличенную лимонную батарею можно использовать для питания маломощных устройств, например цифровых часов или калькулятора. Выньте обычную батарею из цифровых часов или калькулятора. Затем подсоедините медный электрод лимонной батареи к положительному контакту батарейного отсека. Подключите цинковый или железный электрод к отрицательному контакту. Можно ли заставить работать девайс?

Если вы хотите проверить переменную, попробуйте сделать батарейки из разных фруктов и овощей.Какие из них вызывают самое сильное покалывание на языке? Какие из них генерируют больше всего электрического тока?

Заявление об отказе от ответственности и меры предосторожности

Education.com предлагает идеи проекта Science Fair для информационных целей. только для целей. Education.com не дает никаких гарантий или заверений относительно идей проектов Science Fair и не несет ответственности за любые убытки или ущерб, прямо или косвенно вызванные использованием вами таких Информация.Получая доступ к идеям проекта Science Fair, вы отказываетесь от отказаться от любых претензий к Education.com, которые возникают в связи с этим. Кроме того, ваш доступ к веб-сайту Education.com и идеям проектов Science Fair покрывается Политика конфиденциальности Education.com и Условия использования сайта, которые включают ограничения об ответственности Education.com.

Настоящим дается предупреждение, что не все идеи проекта подходят для всех индивидуально или при любых обстоятельствах. Реализация идеи любого научного проекта должны проводиться только в соответствующих условиях и с соответствующими родительскими или другой надзор.Прочтите и соблюдайте правила техники безопасности всех Материалы, используемые в проекте, являются исключительной ответственностью каждого человека. За Для получения дополнительной информации обратитесь к справочнику по научной безопасности вашего штата.

Детский научный эксперимент с лимонной батареей

Мы любим строить здесь электрические схемы. От нашего самого первого создания Circuit Bugs до Potato Batteries , мы много лет получали удовольствие, экспериментируя с низковольтными экспериментами и электричеством на наших уроках элементарной науки.С летом здесь лимоны и лимонад. Это также означает, что нам пора провести знаменитый научный эксперимент с лимонной батареей.

LEMON BATTERY SCIENCE EXPERIMENT ДЛЯ ДЕТЕЙ

Что вы узнаете из этой статьи!

Отказ от ответственности: этот пост содержит партнерские ссылки

Мы часто здесь говорим об энергии в природе и во всем, что нас окружает. Когда мы можем заправить лампочку этой энергией, это внезапно делает ее очень реальной для моих детей.Эта энергия — не просто какая-то безумно странная вещь, о которой я болтаю, это очень реальная сила, которая проявляет себя прямо перед ними.

Обычно наши схемы питаются от батареек, но однажды я убедил детей, что мы можем заправить лампочку только картофелем. Вы бы видели выражение их лиц! В мою сторону был брошен серьезный боковой глаз.

Потом, как только перестали напрягать глаза, мы построили картофельную батарею и она заработала! Подобные научные эксперименты для детей им очень нравятся.Почему? Потому что это делает вещи реальностью, которые иначе они не увидели бы. Как энергия в нашей пище.

Кроме того, когда ребенок начинает научный эксперимент с серьезными сомнениями, но все же добивается успеха, это подогревает его любопытство!

Итак, когда мы пошли за продуктами и увидели огромную кучу свежих, сочных на вид лимонов, на витрине, дети попросили купить немного лимонада, но я знал, что в будущем у нас будет еще один научный эксперимент.

Примечание. Эти эксперименты с пищевыми батареями производят низкое напряжение и безопасны для взрослых, ответственных детей.

Расходные материалы для лимонной батареи

лимонов! Инсайдерский совет , вам нужно как минимум 4 штуки, чтобы создать достаточно энергии, но почему бы не взять дополнения и не поэкспериментировать?
Медные пластины
Цинковые пластины
Зажимы типа «крокодил» с проводами (2 на элемент, минимум 8, если вы создаете 4-элементный аккумулятор)
Светодиодные лампы
Мультиметр
Нож

Медные и цинковые пластины

неоценимы в наших научных экспериментах, но если у вас их нет, вы можете использовать медные пенни (чем старше, тем лучше) и оцинкованные (они же гальванические) гвозди.Также можно использовать медную проволоку, и поиск в вашем местном хозяйственном магазине, вероятно, найдет другие изделия из меди и цинка, которые вы могли бы проверить в своем эксперименте.

Lemon Battery Как видео

Смотрите, как я шаг за шагом прохожу весь эксперимент.

Научный эксперимент с лимонной батареей

Первый шаг — раскатать лимоны. Точно так же, как если бы вы собирались их съесть или сок. Это высвобождает сок внутри, и мы хотим, чтобы наши лимоны были как можно более сочными.

Начните с одного лимона и сделайте небольшой надрез кожуры с обоих концов. Очень важно расположить их достаточно далеко друг от друга, чтобы электроды не соприкасались.

Вставьте медную пластину с одной стороны и цинковую пластину с другой стороны.

Теперь с помощью мультиметра проверьте свой уровень энергии.

У нас есть энергия!

А теперь пора начать добавлять новые элементы (лимоны) в нашу батарею.

Повторите вышеуказанные действия со вторым лимоном.Когда вы закончите, используйте зажим из крокодиловой кожи, чтобы соединить цинковую пластину первого лимона с медной пластиной второго лимона.

Проверьте свой уровень энергии с помощью 2 клеток (вы можете проверить, коснувшись медной пластины на первом лимоне и цинка на втором). Помните, что вы замыкаете цепь.

Теперь повторите шаги, чтобы добавить третью и четвертую ячейки.

На 4 элементах мы теперь регистрируем больше энергии, чем 2 батарейки AA, которые мы тестировали в нашем эксперименте с Potato Cell .

А теперь пора подключить лампочку!

Вуаля! Свет!

Мы также протестировали нашу батарею с маленькими крутыми светодиодными пластинами, которые мы получили с нашим комплектом Girls That Make . И снова все сработало отлично!

Наука за лимонной батареей

Наука о том, как пища может привести в действие лампочку, действительно увлекательна. Наши цинковые и медные пластины называются электродами, а лимонный сок — нашим электролитом.

Все батареи имеют вывод «+» (известный как катод) и «-» (известный как анод). В нашей лимонной батарее медная пластина является нашим положительным катодом, а цинковая пластина — отрицательным анодом.

Электрический ток создается потоком атомных частиц, называемых электронами. Проводники — это материалы, которые позволяют электронам (и электрическому току) проходить через них. Электроны текут с отрицательной клеммы на положительную.

Итак, в нашем эксперименте электроны текут от нашей цинковой пластины через лимонный сок к медной пластине.Оттуда он попадает в наш зажим «крокодил», вдоль проволоки, в цинковую пластину следующего лимона, где собирает больше энергии, проходя через эту ячейку. Он продолжается, накапливая энергию с каждой добавляемой нами дополнительной ячейкой. Пока, наконец, у нас не будет достаточно напряжения для питания лампочки.

Вольт (или напряжение) — это мера силы, перемещающей электроны через нашу лимонную батарею. Чем выше напряжение, тем больше заряда батареи, но более высокое напряжение также означает большую опасность.Всегда помните о том, чтобы быть осторожным и безопасным с электричеством. К счастью, у нашей лимонной батареи очень низкое напряжение.

Устранение неисправностей лимонной батареи

Есть ряд вещей, которые могут вызвать проблемы с вашей Lemon Battery.

Во-первых, убедитесь, что ни один из ваших электродов не касается ничего, кроме зажимов из лимона и аллигатора. Также убедитесь, что зажимы из кожи аллигатора находятся рядом с кожурой лимона.

Вы катали лимоны? Вы хотите, чтобы они были сочными, чтобы эксперимент прошел.

Вы перепутали какие-нибудь соединения? Помните, что вы всегда хотите связать «+» с «-». На стандартной светодиодной лампе более длинный контакт — это положительное соединение.

Ваша светодиодная лампа работает? Проверьте его на батарейке для монет, чтобы убедиться, что ваша лампочка работает. Возможно, у вас неисправная лампочка.

Еще одна область, которая может вызвать проблемы, — это качество вашей меди и цинка. Вы хотите, чтобы ваша медь и цинк были как можно более чистыми, чтобы они могли проводить электроны без каких-либо помех.Это одна из причин, по которой я предлагаю приобретать подходящие пластины, чтобы вы знали качество своих материалов при проведении экспериментов.

Наконец, эти пищевые батарейки тускло загорают светодиод. Если подключить светодиод к обычной батарее, он будет светиться намного ярче.

Какой пищевой аккумулятор более эффективен, лимон или картофель?

Итак, теперь мы сделали и лимонную, и картофельную батарейки, какая из них лучше? Оба смогли зажечь наши светодиодные лампы, так что в этом смысле они оба успешны.Однако с картофельной батареей определенно потребовалось намного больше работы. Так что, если вы ищете более быстрый эксперимент, лимонная батарея быстрее и проще. Тем не менее, оба имеют значительные возможности для обучения и могут сделать отличные проекты для научных ярмарок. Почему бы не сделать то же самое и не посмотреть, что вы думаете?

Что делать со всеми вашими лимонными аккумуляторными элементами?

Этот научный проект по лимонам доставит массу удовольствия, но как только вы закончите, что вы можете делать с лимонами? Выбрасывать их кажется такой расточительством. Посмотрите на великолепный, богатый сенсорами лимонный вулкан, который мы создали здесь!

ДРУГИЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ ЦЕПИ И ЭЛЕКТРИЧЕСТВА

Производство электроэнергии с помощью лимонной батареи

Ключевые концепции
Электричество
Аккумуляторы
Электрохимическая реакция
Электрический провод

Введение
Представляете, как бы изменилась ваша жизнь, если бы не было батареек? Если бы не этот удобный способ хранения электроэнергии, мы не смогли бы иметь все наши портативные электронные устройства, такие как телефоны, планшеты и портативные компьютеры.Многие другие предметы — от автомобилей с дистанционным управлением до фонариков и слуховых аппаратов — также должны быть подключены к розетке для нормальной работы.

В 1800 году Алессандро Вольта изобрел первую батарею, и ученые усердно работали с тех пор улучшения предыдущих конструкций. Со всей этой работой, вложенной в батарейки, и всем разочарованием, которое вы, возможно, испытывали, пытаясь справиться с мертвыми батареями, вас может удивить, что вы можете легко сделать ее из домашних материалов. Попробуйте это занятие, и оно может зарядить ваше воображение!

Фон
Батареи — это контейнеры, в которых хранится химическая энергия, которая может быть преобразована в электрическую энергию, или то, что мы называем электричеством .Для этого они зависят от электрохимической реакции . Реакция обычно происходит между двумя кусками металла, называемыми электродами , , и жидкостью или пастой, называемыми электролитом . Чтобы батарея работала нормально, электроды должны быть изготовлены из материалов двух разных типов. Это гарантирует, что один будет реагировать с электролитом иначе, чем другой. Эта разница — то, что производит электричество. Соедините два электрода материалом, который может хорошо переносить электричество (называемый проводником , ), и начнутся химические реакции; аккумулятор вырабатывает электричество! При подключении обратите внимание на то, что электричество любит идти по пути наименьшего сопротивления.Если есть несколько способов перейти от одного электрода к другому, электричество пойдет по пути, который позволяет ему течь наиболее легко.

Теперь, когда вы знаете, что такое аккумулятор, давайте рассмотрим некоторые предметы домашнего обихода. Алюминиевая фольга — хороший проводник, по ней легко проходит электричество. Тело человека тоже проводит электричество, но не так хорошо, как алюминиевая фольга. Электроды так же распространены, как и медные пенни, которые вы могли спрятать в своей копилке. Что касается электролитов, то их можно найти повсюду на кухне; лимонный сок — лишь один из примеров.Простую бытовую батарею сделать проще, чем вы думали!

Материалы

  • Не менее двух пенни
  • Вода
  • Несколько капель средства для мытья посуды
  • Бумажные полотенца
  • Фольга алюминиевая (минимум девять на 60 см)
  • Ножницы
  • Линейка
  • Минимум один лимон (желательно с тонкой кожицей)
  • Пластина
  • Нож (и помощь взрослого при использовании)
  • Не менее двух канцелярских скрепок с пластиковым покрытием

Подготовка

  • Вымойте пенни в мыльной воде, затем сполосните и вытрите бумажным полотенцем.Это удалит прилипшую к ним грязь.
  • Осторожно вырежьте три прямоугольника из алюминиевой фольги, каждый размером три на 20 сантиметров.
  • Сложите каждую полоску пополам, чтобы получить три прочные алюминиевые полоски размером один на 20 сантиметров.
  • Примечание. В этом упражнении вы сделаете аккумулятор очень низкого напряжения. Эта самодельная батарея обеспечивает безопасное количество электроэнергии, и вы даже сможете проверить ее, прикоснувшись к ней пальцем и почувствовав слабый ток.Однако более высокое напряжение электричества может быть очень опасным и даже смертельным; вам не следует экспериментировать с имеющимися в продаже батареями или розетками.

Процедура

  • Положите лимон набок на тарелку и попросите взрослого осторожно использовать нож, чтобы сделать небольшой надрез около середины лимона (в стороне от обоих концов). Сделайте надрез примерно на два сантиметра в длину и один сантиметр в глубину.
  • Сделайте второй аналогичный надрез на расстоянии примерно одного сантиметра параллельно первому надрезу.
  • Вставьте пенни в первый надрез, пока только половина его не окажется над кожицей лимона. Часть пенни должна контактировать с лимонным соком, потому что он служит электролитом. Этот медный пенни, соприкасающийся с лимонным соком, служит вашим первым электродом. Примечание: если у вашего лимона очень толстая кожица, возможно, вам понадобится взрослый, чтобы аккуратно срезать кожуру лимона. Как вы думаете, почему так важно, чтобы часть пенни соприкасалась с лимонным соком?
  • Продвигайте одну из алюминиевых полосок во втором надрезе до тех пор, пока не убедитесь, что часть алюминия контактирует с лимонным соком. Можете ли вы угадать, в какой части батареи находится алюминиевая полоска, которая находится внутри лимона? Как вы думаете, важно, чтобы алюминий контактировал с лимонным соком?
  • Вы только что сделали аккумулятор! Он имеет два электрода из разных металлов и разделяющий их электролит . Как вы думаете, этот аккумулятор вырабатывает электричество или чего-то еще не хватает?
  • Ваш аккумулятор может вырабатывать электричество, но только тогда, когда электроды соединены с чем-то, что проводит электричество.Для соединения прикрепите вторую алюминиевую полоску к торчащей из лимона части пенни с помощью скрепки с пластиковым покрытием. Убедитесь, что алюминий касается пенни, чтобы электричество могло проходить между медью и алюминием. Вы использовали алюминиевую полосу для соединения; Вы ожидаете, что пластиковая полоска также подойдет? Вы знаете, почему вам не нужно создавать соединение со вторым электродом именно для этой батареи?
  • Как только две алюминиевые полоски соприкасаются друг с другом, в батарее вырабатывается электричество, которое течет через полоски от одного электрода к другому.Поскольку вы не можете увидеть, как течет электричество, вы можете попробовать почувствовать его . Держите две полоски на расстоянии примерно одного сантиметра друг от друга и прикоснитесь к ним кончиком пальца. Чувствуете ли вы покалывание, вызванное небольшим количеством электричества, проходящего от одной алюминиевой полосы к другой через ваше тело ?
  • Для большего количества электрического сока (и немного более сильного покалывания) вы можете построить вторую батарею, идентичную первой. Вы можете выбрать другое место на только что использованном лимоне или использовать второй лимон, чтобы построить вторую батарею.Обратите внимание, что для сборки второй батареи вам понадобится только одна алюминиевая полоса , . Чтобы подключить вторую к оригиналу, найдите алюминиевую полосу первой батареи, которая служит электродом. (Его конец вставлен в лимон.) Используйте скрепку с пластиковым покрытием, чтобы прикрепить другой конец этой алюминиевой полосы к пенни второй батареи. Это соединяет алюминиевый электрод первой батареи с медным электродом второй батареи.
  • Протестируйте этот набор подключенных батарей таким же образом, как вы тестировали одиночную батарею, при этом концы двух полосок алюминиевой фольги, выходящие из комплекта батарей (те, у которых есть свободный конец), соприкоснулись с кончиком пальца. Вы чувствуете, как работает электричество? Если бы вы могли хорошо это почувствовать в первый раз, разве это по-другому? (Примечание: если вы не чувствуете покалывания, проверьте, вставлены ли каждый электрод — пенни и алюминиевые полоски, застрявшие в лимоне — достаточно глубоко, чтобы они соприкасались с лимонным соком; убедитесь, что между пенни и к ней прикреплена алюминиевая полоса, и что алюминиевые полоски не соприкасаются друг с другом. Если все в порядке, возможно, вам нужно немного больше электричества, чтобы почувствовать покалывание.Вы можете протестировать другого человека, чтобы увидеть, чувствует ли он или она электричество, или вы можете добавить еще одну лимонную батарейку в свой набор.)
  • Дополнительно: Теперь, когда вы можете определить, вырабатывается электричество или нет, попробуйте несколько различных конфигураций. Что произойдет, если вы позволите алюминиевым полоскам соприкоснуться? Что произойдет, если вы замените алюминиевую полоску на кусок пластика, развернутую металлическую скрепку или зубочистку?
  • Extra: Ученые называют способ подключения батарей в этом занятии «последовательным соединением батарей». Считаете ли вы, что способ соединения двух батарей влияет на количество ощущаемого вами электричества? Попробуйте это, соединив два медных электрода друг с другом и прикрепив два алюминиевых электрода таким же образом. (Примечание: вы Для этого потребуется дополнительная полоса алюминия.) Ученые называют это «параллельным соединением батарей». Протестируйте оба способа подключения батарей и сравните их. Чувствуете ли вы разницу?
  • Extra: Попробуйте использовать различные металлы в качестве электродов для ваших батарей. Как вы думаете, батарея с двумя монетами в качестве электродов вырабатывает электричество? А что с батареей с копейкой и никелем ? Обратите внимание, что некоторые комбинации могут генерировать электричество, но его количество может быть ниже вашей способности его почувствовать. Подключение двух или более из этих батарей может помочь вам определить удачные комбинации.
  • Extra: Вы использовали лимон как электролит для своей батареи. Как вы думаете, подойдут и другие овощи или фрукты? Подойдет ли батарейка из картофеля, яблока или лука? Попробуйте несколько штук с кухни (конечно, с разрешения). Действительно ли один фрукт или овощ превосходит другие? С учетом того, что вы узнали о том, как батареи генерируют электричество, почему вы думаете, что один тип продукции сделал батарею более прочной?
  • Extra : Если у вас есть светодиод (светоизлучающий диод), выясните, сколько лимонных батареек необходимо для его зажигания.


Наблюдения и результаты
Вы почувствовали покалывание в кончике пальца?

Аккумулятор, который вы только что сделали, имеет медный и алюминиевый электроды, разделенные электролитным лимонным соком.Он будет вырабатывать электричество, как только электричество проходит от одного электрода к другому. Вы создали этот путь из полосок алюминия, материала, который хорошо проводит электричество.

Подключив батарею к кончику пальца, вы позволили небольшому количеству вырабатываемого ею электричества проходить через ваше тело. Такое количество электричества может вызвать ощущение покалывания в кончике пальца. Опыт будет отличаться от человека к человеку. Некоторые люди могут почувствовать только более сильный сигнал, возникающий при подключении нескольких батарей определенным образом.Если прикоснуться к алюминиевым полоскам, то электричество будет легко проходить от одного электрода к другому, поэтому электричество почти не будет проходить через ваше тело, и ощущение покалывания исчезнет. Пластик и дерево плохо проводят электричество; ничего не будет ощущаться при использовании этих материалов в качестве соединений. Металлы же хорошо проводят электричество. Различные комбинации металлов в качестве электродов будут влиять на количество вырабатываемой электроэнергии. Однако использование идентичных металлов в качестве электродов не приведет к выработке электроэнергии.

В этом упражнении вы сделали самодельную батарею очень низкого напряжения. Но использование обычных батарей может быть опасно — и никогда не экспериментируйте с розетками!

Больше для изучения
Батареи от ExplainThatStuff!
Как работают батареи ?, из LiveScience
Батарея, которая делает центы, из Science Buddies
Картофельные батареи: как превратить продукты в вегетарианскую энергию !, из Science Buddies

Это задание предоставлено вам в сотрудничестве с Science Buddies

Лимонная батарея

Лимонная батарея


Знаете ли вы, что вы можете производить электричество без батареи или генератора? Вы можете сделать небольшое количество электричества с помощью лимона.Чтобы сделать лимонную батарейку и почувствовать поток электрического «сока», достаточно ознакомиться с материалами и процедурой. Материалы.

Материалы

Эти материалы понадобятся вам для изготовления трубок для бутылок:
  • 1 свежий лимон
  • 1 острый нож (с ножом обращайтесь за помощью к взрослым)
  • 1 цент и 1 пенни (хорошо очистите их — или вы можете использовать цинковые или медные полоски)

Процедура

  1. Встряхните и покатайте лимон по столу, чтобы «активировать» сок в нем.
  2. С помощью взрослого нарежьте два небольших ломтика лимона на расстоянии примерно 1/2 дюйма друг от друга. Пенни и десять центов войдут в эти прорези.
  3. Поместите пенни в одно гнездо, а монету — в другое.
  4. Прикоснитесь языком к монете и монете одновременно. Вы что-нибудь чувствуете? Может покалывание?

Как это работает

Кислота в лимоне по-разному реагирует с каждым из двух металлов. Одна из монет содержит положительные электрические заряды, а другая — отрицательные электрические заряды.Эти заряды создают ток, который будет течь, если цепь батареи замкнута. Ваш язык действует как провод и проводит заряды, замыкая цепь. Полная электрическая цепь вызывает небольшое количество электричества, которое вызывает ощущение на вашем языке. Обычные батарейки очень похожи на вашу лимонную батарейку. Молодец!

Безопасность

Fun with Franklin — отличная возможность учиться и получать удовольствие, но если вы проводите эксперимент, вам следует быть осторожным.Несмотря на то, что эксперименты в «Веселой игре с Франклином» относительно безопасны, вы должны сделать следующее:

  • Выбросьте лимон и почистите монеты после завершения эксперимента.
  • Тщательно следуйте всем инструкциям и работайте в чистом безопасном месте.
  • Сообщите своим родителям / учителям, что вы проводите эксперимент, и спросите, не хотят ли они помочь.
  • Если у вас есть вопросы или проблемы, не стесняйтесь обращаться за помощью к взрослым.
  • Не проводите экспериментов, которые кажутся вам слишком сложными.

Наука за лимонной батареей: короткая волна: NPR

Электрическая схема с лимонами. В результате химической реакции между медными и цинковыми пластинами и лимонной кислотой образуется небольшой ток, способный питать лампочку. Science Photo Libra / Getty Images скрыть подпись

переключить подпись Science Photo Libra / Getty Images

Электросхема с лимонами.В результате химической реакции между медными и цинковыми пластинами и лимонной кислотой образуется небольшой ток, способный питать лампочку.

Science Photo Libra / Getty Images

Сегодня мы собираемся «обратно в школу», возвращаясь к классическому домашнему эксперименту, который превращает лимоны в батарейки — достаточно мощные, чтобы включить часы или небольшую лампочку. Но как наука, управляющая «лимонной батареей», проявляется в тех бытовых батареях, которые мы используем ежедневно?

Short Wave Ведущая Мэдди София и репортер Эмили Квонг беседуют с инженером-экологом Дженель Фортунато об основах электрических токов и внутренней работе батарей.

Фортунато — научный сотрудник в Университете штата Северная Каролина, изучающий материалы для электродов, которые можно использовать в твердотельных батареях.

Несколько лет назад она принесла «лимонную батарею» в классы в рамках программы Science U в Пенсильвании. Ученики средней школы особенно заинтересовались экспериментальными возможностями.

«Они подключились, как 20 лимонов, три чашки лимонного сока, яблоко, три разные лампочки и гудение зуммера.И это был … это был хаос … Я был в трепете. «Предоставьте детям возможность придумать что-нибудь в этом роде», — сказал Фортунато.

Вы можете построить свою собственную лимонную батарею, используя дизайн Science U, написанный Фортунато и Кристофером Горски из Государственного инженерного колледжа Пенсильвании.

Напоминание: НЕ играйте с бытовыми батареями. Будьте осторожны, ученые!

YouTube

Подробнее об исследованиях Фортунато можно прочитать здесь.

Этот эпизод был спродюсирован Ребеккой Рамирес, отредактировал Вьет Ле и проверял факты Рашей Ариди. Дж. Чис и Джош Ньюэлл были звукорежиссерами. Особая благодарность слушательнице Short Wave Вайолет Томас за приглашение углубиться в науку об аккумуляторах.

Как сделать лимонную батарею: 9 шагов (с изображениями)

Введение: Как сделать лимонную батарею

В этом руководстве вы узнаете, как создать лимонную батарею. Лимоны создают около 4 с половиной вольт, чего достаточно для работы чего-то, что использует низкое напряжение.Лимоны вырабатывают это напряжение в процессе электролиза, который представляет собой химическую реакцию, возникающую при пропускании электрического тока через жидкость или раствор, содержащий ионы. Сок лимона действует как раствор, а медь и краж создают электрическую цепь, позволяющую электрическому току проходить через раствор. Этот ток можно использовать по медному проводу, который можно подключить ко всему, что вы пытаетесь подать. Удачи!

Необходимые материалы:

— 3 лимона

-4 гальванизированных гвоздя

— 4 пенни

— 4 медных провода

Добавить вопросЗагрузить

Шаг 1: Перед

Разложите лимоны на плоской поверхности (не нужно, но упрощает).Назовите лимоны 1, 2 и 3, а затем разложите их по порядку. Это упрощает выполнение следующих указаний.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 2: Лимон 1

Воткните один из гвоздей в левую сторону лимона номер 1. Затем на противоположной стороне лимона номер один вставьте пенни. Вы делаете это, чтобы создать цепь от гвоздя до копейки.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 3: Лимон 2

Воткните два гвоздя в левую сторону лимона номер 2.Затем воткните два пенни с противоположных сторон гвоздей в лимон № 2. Вы вставляете два гвоздя и 2 пенни, потому что они проходят, создавая больше электрического тока, создавая большее напряжение.

Добавить ПодсказкаЗадать вопросЗагрузить

Шаг 4: Лимон 3

Воткните гвоздь в левую сторону лимона номер 3. Затем воткните пенни в противоположную сторону гвоздя лимона номер 3. Это заставит цепь пройти через все лимоны после присоединения медных проводов.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 5: Лимонная проволока 1

Прикрепите одну медную проволоку к гвоздю уже в лимонном № 1.Если у вас есть зажимы из крокодиловой кожи, просто прикрепите один конец к ногтю. Если у вас просто медная проволока, вы можете намотать ее на ноготь. Этот провод будет подключаться к тому, что вы пытаетесь подключить в конце проекта.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 6: Соединение лимона 1 и лимона 2

Присоедините один конец медной проволоки к монетке, уже имеющей лимон номер 1. Затем прикрепите другой конец медной проволоки к любому из гвоздей. Это создает цепь между лимонным номером 1 и лимонным номером 2.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 7: Соединение лимона 2 и лимона 3

Прикрепите один конец медной проволоки к пенни напротив гвоздя с помощью медной проволоки, уже прикрепленной к лимону номер 2. Затем прикрепите другой конец медный провод к гвоздю уже в лимонном номере 3. Это создает цепь между лимонным номером 2 и лимонным номером 3.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 8: Лимонный провод 3

Присоедините один конец оставшейся медной проволоки к пенни уже в лимоне №3.Это позволяет использовать питание цепей с обеих сторон лимона, чтобы он мог иметь положительную и отрицательную стороны, как батарея.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 9: Заключение

К настоящему времени вы создали лимонную батарею. Теперь вы сможете запускать объект, требующий низкого напряжения. Медная проволока, прикрепленная к гвоздю на лимоне 1, является отрицательно заряженной стороной. Медный провод, прикрепленный к монетке на лимоне 3, является положительно заряженной стороной. Для питания объекта вы можете закрепить отрицательно заряженный провод на отрицательной стороне гнезда батареи или на отрицательной стороне, если он не работает от батарей, и вы можете закрепить положительно заряженный провод на положительной стороне гнезда батареи, или положительная сторона, если он не работает от батареек.Спасибо!

Добавить Совет Задать вопросЗагрузить

Будьте первым, кто поделится

Вы сделали этот проект? Поделитесь с нами!

Я сделал это! Рекомендации

Как сделать лимонную батарею и лаймовую лампу

Один из самых классических проектов научной ярмарки, который вы можете сделать, — это научиться , как сделать лимонную батарейку. Фактически, наряду с вулканами, это один из стандартов, которые я вижу на научной ярмарке каждый год, и не зря, использовать химию для генерации электрического тока — это невероятно! Сегодня я собираюсь показать вам, как сделать лимонную батарейку, а это кузен «Lime Light.«Я также расскажу, как превратить этот классический проект в научный эксперимент!

Этот пост содержит партнерские ссылки.


Этот проект представлен в моей книге STEAM Play & Learn! Это замечательный проект, которым родители и дети могут заниматься вместе. Посмотреть мою книгу и более простой проект STEAM для детей дошкольного возраста и старше можно здесь:


  

Lemon Battery / Lime Light Materials

  • (6-7) Lemons / Limes
  • Оцинкованные гвозди (Их можно найти в хозяйственном магазине)
  • Медный провод
  • Кусачки
  • Светодиод 6 В
  • Электрическая лента
  • Зажимы типа «крокодил» (необязательно, но рекомендуется)
  • 04 Вольтметр

  • 04 Вольтметр

Лимонная батарея и инструкция по использованию лампового света

Поиск и устранение неисправностей

  • Если у вас есть вольтметр, проверьте цепь, чтобы увидеть, где останавливается питание.Обычно соединение перевернуто или не полностью вставлено в лимон.
  • Если светодиод не загорается, переверните ножки светодиода. Обязательно проверьте соединения в каждом лимоне / лайме, чтобы убедиться, что они надежны.

Какого размера вы можете достичь?

В нашем лагере STEAM мы попытались сделать ОГРОМНУЮ цитрусовую батарею, объединив каждую из 6-элементных батарей нашей лагерной команды. С этой батареей мы смогли получить показание 24 вольт на нашем вольтметре! К сожалению, мы также обнаружили, что он не питает сигнализацию 12 В, и не были уверены, почему.

Один из наших любимых научных каналов на YOuTube также попытался сделать ГИГАНТНУЮ лимонную батарею с сотнями лимонов, но это также не сработало, как ожидалось. Посмотрите видео Марка Робера здесь.

Давайте поговорим о STEAM

The Science: Батареи состоят из трех частей: положительная сторона, называемая катодом , отрицательная сторона, называемая анодом , и промежуточный материал, называемый электролитом . В батареях происходит химическая реакция, в результате чего электричество накапливается в аноде, пока оно не будет вытекать из батареи в одном направлении.

В нашей батарее лимон / лайм гвоздь действует как катод, медь — как анод, а известь — как электролит. Два разных типа металлов, цинковый гвоздь и медная проволока, вызывают химическую реакцию, которая создает поток электричества.

Технология: Каждая из наших лимонно-лаймовых батарей вырабатывает только 1 вольт, но когда вы соединяете 6-7 из них вместе, вы можете генерировать 6 вольт электричества. Это простое использование химической реакции для создания энергии, достаточной для включения света.


Превратите это в проект научной ярмарки

Давайте превратим эту тему в настоящий эксперимент! Вот как вы можете представить это на научной выставке:

  1. Задайте себе вопросы Как я могу увеличить мощность, получаемую от каждой лимонной батареи? Что произойдет, если я добавлю больше гвоздей и проволоки? Могу ли я запитать мотор или маленькую сигнализацию от лимонной батарейки? Работают ли другие цитрусовые в этом эксперименте? Другие фрукты или помидоры работают? Как работают обычные батарейки и чем они похожи и чем отличаются от фруктовых батарей?
  2. Исследование Изучите информацию в Интернете и в библиотеке, чтобы попытаться предсказать ответ на свой вопрос.О том, как рассчитывается напряжение, читайте. Прочтите о химической реакции, происходящей в каждой лимонной батарее, чтобы понять, какой тип энергии она генерирует. Прочтите о металлах, цинке и меди, чтобы понять, почему они реагируют с лимонной кислотой. Изучите другие фрукты или овощи, которые также могут содержать лимонную кислоту.
  3. Сделайте гипотезу Гипотеза — это ваше предсказание ответа на ваш вопрос, основанное на вашем исследовании. Это может быть правдой, а может и нет.
  4. Эксперимент! Проверьте свою гипотезу, проверив переменные и задокументировав их.Обязательно записывайте каждый эксперимент и то, что происходит; это называется вашими данными.
  5. Сделайте вывод На основании ваших экспериментов сделайте вывод. Ваша гипотеза верна?
  6. Поделитесь своими выводами Создайте презентацию со своими выводами. Включите свое исследование, гипотезу, собранные данные и свои выводы. Не забудьте включить изображения и образцы!

Эксперимент Примеры:

Попробуйте другие фрукты и овощи Поэкспериментируйте с другими цитрусовыми, чтобы узнать, сколько энергии они вырабатывают.Попробуйте другие кислые овощи и фрукты, такие как помидоры, яблоки и картофель. Документ, производящий наибольший и наименьший ток или его отсутствие. Попробуйте сделать большую батарею из набора разных фруктов и овощей.

Попробуйте сделать лимонные батарейки с несколькими гвоздями и проводами. Помещение двух или более гвоздей и медных проводов в один лимон влияет на напряжение?

Что еще можно запитать? Можно ли помимо питания светодиода привести в движение небольшой мотор или сработать небольшую сигнализацию? Если нет, то почему?

Подробнее

Если вам понравился этот проект электроники для детей, вот еще несколько идей:


Вы увлечены воспитанием творческих детей?

Присоединяйтесь к более чем 22 179 родителям и педагогам, которые хотят общаться с детьми и развивать их творческий процесс с помощью волшебных, простых проектов, которые вы можете выполнять ВМЕСТЕ.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *