Лимоннан жарық пен жарық: 3 қадам

2025 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2025-01-23 14:51

Осыдан 200 жыл бұрын итальяндық физик Алессандро Вольта алғашқы шынайы батареяны ойлап тапты. Бұл сыныптағы ғылыми экспериментте біз Вольта лимон мен екі металлдан басқа ештеңені қолданбай ойлап тапқан өте ұқсас батареяны қайта жасай аламыз. Жарық диодты жарықтандыруға жеткілікті қуатты, біз шынымен лимоннан жарық жасаймыз!

Айтпақшы … Вольта батареясында мыс, мырыш және тұзды суға малынған шүберек қолданылған. Біздің тәжірибеде біз мыс, магний және лимон қолданамыз, бірақ теория бірдей, біз электр энергиясын алу үшін химиялық реакцияны қолданамыз.

Жоба 10-15 жас аралығындағы оқушыларға арналған (АҚШ 5-9 сынып). Егде жастағы оқушылар жобаны көмексіз аяқтап, схеманың неге жұмыс істемейтінін анықтауы керек (мысалы, лимон арасындағы байланыс жақсы емес).

Жоба физика немесе жалпы жаратылыстану сабақтарына өте ыңғайлы, бірақ оны IT -сыныпқа дейін кеңейтуге болады. Бұл сіздің студенттеріңізге ұялы телефондардың қуатын қайдан алатыны туралы ойлануға мүмкіндік береді. Класс аккумулятордың электр тогын жасау үшін химиялық реакцияны қолданатынын көрсетеді.

Жабдықтар

• Жарты лимон 3 сегментте кесілген (яғни 3х1/6 лимон)
• Кейбір мыс сымдары (барлығы 12 дюйм (шамамен 20 см)) - бұл сіздің үйдегі электр розеткаларында қолданылатын сым. Егер сіз электрикті білсеңіз, оларда көптеген үзулер болады, оларды қолдануға болады. Әйтпесе ол кез келген аппараттық дүкенде бар.
• Кейбір магний таспасы (барлығы 3 дюйм (шамамен 10 см)) - бұл интернетте шамамен 1 доллар үшін қол жетімді. Егер сіз оны ала алмасаңыз, онда «мырышталған» шегелер де жұмыс істейді (бірақ жақсы емес), бұл тырнақтар мырышпен қапталған, олар дүкендерде болады, олар сұр және күңгірт көрінеді (яғни жылтыр емес).
• Жарық диоды (қалыпты 3в жарықдиодты), көк түстен аулақ болыңыз, себебі оларды жарықтандыру үшін кейде көбірек қуат қажет болды.

1 -қадам: Материалдарды дайындап, ұяшықтарды жасаңыз

1/2 лимон алыңыз және суретте көрсетілгендей 3 бөлікке кесіңіз

Әрі қарай ұзындығы шамамен 1 дюйм болатын мыс сымның 2 бөлігін кесіңіз. Кабельдің айналасында резеңке қорғаныс жоқ екеніне көз жеткізіңіз, ол «мыс» түсті болуы керек:-)

Ақырында ұзындығы шамамен 1 дюйм болатын 3 магний таспасы (оны қайшымен кесу оңай)

Біз 3 шағын батареяны (немесе «ұяшықтарды») жасамақпыз. Әрбір батарея лимон сегментінен, мыс терминалынан және магний терминалынан тұрады.

Неге бізге 3 батарея қажет? Әр батарея шамамен 1 вольт электр энергиясын шығарады, бірақ жарықдиодты жұмыс үшін шамамен 3 вольт электр қажет. Егер біз қатарынан 3 аккумуляторды қосатын болсақ, онда бізде 3 вольт болады, светодиодты жағу өте жақсы болуы керек.

2 -қадам: 3 батареяны қатарынан қосыңыз

Сондықтан бізде 3 батарея бар, енді оларды қатарынан қосу керек.

Бұл кезеңде маңызды нәрсе - бір батареядан жасалған мыс терминалы келесі батареяның магний терминалына қосылады. Мұны істеудің ең оңай жолы - мыс сымды бүгу, ол тығыз байланыс орнату үшін магнийге сығылады.

Егер сіз байқаусызда мысты мысқа немесе магнийді әр аккумуляторға қоссаңыз, батареялар бірін -бірі өшіреді, бұл батареяның біреуін теледидардың қашықтан басқару пультіне дұрыс орнатпаған сияқты, пульт жұмыс істемейді.

Енді бізде қатарынан 3 батарея бар.

3 -қадам: Жарықдиодты қосыңыз және жарық болсын

Ақырында, біз жарық диодты сол батареяның сол жақ терминалына және оң батареяның оң жақ терминалына қосамыз, осылайша электр тізбегі жасалады.

Бірақ күте тұрыңыз - жарықдиодты оның қалай қосылғанына байланысты. Сіз светодиодтағы бір аяқтың екіншісінен ұзын екенін көресіз, бұл «анод» деп аталады, оны батареяның оң (+) жағына қосу керек. Қысқа аяқ «Катод» деп аталады, бұл батареяның теріс (-) жағына қосылуы керек.

Бірақ лимон батареясының қайсысы оң және қайсысы теріс терминал?

….. мыс оң (+), сондықтан светодиодтың ұзын аяғын мыс сымға жалғап, светодиодтың қысқа аяғын магний терминалына қосыңыз.

Ал, жарық диоды жануы керек. Егер сіз лимон сегменттеріне қысқыш берсеңіз, жарықдиодты жарқырағанын көре аласыз, себебі терминалдарға жақсы қосылу үшін көбірек шырын шығарылады.

Бұл сиқырдың астарында қандай ғылым бар?

Химиялық реакция екі түрлі металл терминалының арасында жүреді («электродтар» деп аталады), лимон шырыны реакцияға көмектеседі (оны «электролит» деп атайды). Химиялық реакция болған кезде тізбек бойымен светодиодқа түсетін қосымша «электрондар» пайда болады. Светодиод бұл электрондарды жарыққа айналдырады.

Егер светодиодты бірнеше сағатқа қосулы қалдырсаңыз, терминалдармен не болатынын қараңыз - мен сіз мәңгілікке жететін батареяны ойлап таппадыңыз деп қорқамын!

Сонымен қатар, сіз тек 2 ұяшықты қолдана аласыз, жарық диоды жануы керек, бірақ күңгірт болады. Тек бір ұяшықпен жарық диодты жарықтандыру үшін кернеу тым төмен болады, бірақ жалғастырып көріңіз.

Батареялар біздің мобильді құрылғылар мен электромобильдерді қуаттандыруда маңызды бола бастады, бұл класс соңғы 200 жылда аккумуляторлық технологияның ұзақ жолға түскенін көрсетеді, бірақ әлі де жақсартуға көп мүмкіндік бар … мүмкін жақын арада сіздің ұялы телефоныңыз жылына бір рет зарядтау қажет!

Егер сіз магний таспасын таба алмасаңыз:

Ақырында, егер сізде магний жоқ болса, сіз де магнийдің орнына Алессандро Вольта сияқты мырышпен тәжірибе жасай аласыз (кейбір мырышпен қапталған («мырышталған» тырнақтарды қолдануға болады), бірақ сізге 3 жасушадан артық қолдану қажет болуы мүмкін. өйткені мырыш магниймен 1 вольттан жоғары болса, бір жасушада шамамен 0,9 вольт шығарады.