Umeme na Nuru Kutoka kwa Limau: Hatua 3

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:51

Zaidi ya miaka 200 iliyopita mwanafizikia wa Italia Alessandro Volta aligundua betri ya kwanza ya kweli. Katika jaribio hili la sayansi ya darasani tunaweza kuunda tena betri inayofanana sana ambayo Volta aligundua bila kutumia chochote zaidi ya limau na vipande viwili vya chuma. Nguvu yake ya kutosha kuwasha LED, kwa kweli tunaunda nuru kutoka kwa limau!

Kwa njia … Betri ya Volta ilitumia shaba, zinki na kitambaa kilichowekwa kwenye maji ya chumvi. Katika jaribio letu tutatumia shaba, magnesiamu na limau lakini nadharia ni sawa, tunatumia athari ya kemikali kutengeneza umeme.

Mradi huo umekusudiwa wanafunzi kati ya miaka 10-15 (daraja la 5-9 la Amerika). Wanafunzi wazee wanafaa kumaliza mradi bila usaidizi na kujua kwanini mzunguko haufanyi kazi (kwa mfano unganisho sio mzuri kati ya ndimu n.k).

Mradi huo ni kamili kwa madarasa ya Fizikia au Sayansi ya Jumla lakini pia inaweza kupanuliwa kwa darasa la IT. Itawafanya wanafunzi wako kufikiria juu ya wapi simu zao za rununu zinapata nguvu zao kutoka. Darasa linaonyesha kuwa betri hutumia athari ya kemikali kuunda umeme wa sasa.

Vifaa

• Nusu ya limau iliyokatwa katika sehemu 3 (i.e. 3 x 1/6 ya limau)
• Waya fulani wa shaba (karibu 12 "(20cm) kwa jumla) - hii ni waya inayotumika kwenye soketi za umeme nyumbani kwako. Ikiwa unajua fundi umeme wana hakika kuwa na njia nyingi ambazo unaweza kutumia. Vinginevyo inapatikana katika kila duka la vifaa.
• Ribbon ya magnesiamu (karibu 3 "(10cm) kwa jumla) - hii inapatikana mkondoni kwa karibu $ 3 kwa yadi (1m). Ikiwa hauwezi kuipata basi" kucha "pia zitafanya kazi (lakini sio nzuri), hizi ni misumari iliyofunikwa na zinki, maduka ya vifaa yatakuwa nayo. Yanaonekana kijivu na wepesi kutazama (yaani sio kung'aa).
• LED (kawaida 3v LED), epuka Bluu kwani wakati mwingine walihitaji nguvu zaidi ya kuwasha.

Hatua ya 1: Andaa vifaa na Tengeneza Seli

Chukua limau 1/2 na ukate vipande vitatu kama inavyoonyeshwa kwenye picha

Ifuatayo kata vipande 2 vya waya wa shaba karibu 1 "ndefu. Hakikisha hakuna kinga ya mpira karibu na kebo, inapaswa kuwa na rangi ya" shaba ":-)

Hatimaye vipande 3 vya utepe wa magnesiamu karibu 1 ndefu (ni rahisi kukata na mkasi)

Tutaunda betri 3 ndogo (au "seli"). Kila betri ina sehemu ya limao, terminal ya shaba na kituo cha magnesiamu.

Kwa nini tunahitaji betri 3 unazouliza? Kweli kila betri itazalisha volt 1 ya umeme, lakini LED inahitaji umeme wa volts 3 kufanya kazi. Kwa hivyo ikiwa tutaweka waya 3 mfululizo tutakuwa na volts 3, inapaswa kuwa kamili kuwasha LED.

Hatua ya 2: Funga waya 3 kwa safu

Kwa hivyo tuna betri 3, sasa tunahitaji kuziunganisha mfululizo.

Kilicho muhimu katika hatua hii ni kwamba kituo cha shaba kutoka kwa betri moja huunganisha kwenye kituo cha magnesiamu cha betri inayofuata. Njia rahisi zaidi ya kufanya hivyo ni kuinama waya wa shaba ili iweze kwenye magnesiamu ili kuunganisha kwa nguvu.

Ikiwa kwa bahati mbaya unganisha shaba na shaba au magnesiamu kwa magnesiamu ya kila betri betri zitasagua kila mmoja, ni kama kuweka moja ya betri kwenye runinga yako ya runinga kwa njia isiyofaa, kijijini hakifanyi kazi.

Kwa hivyo sasa tuna betri 3 mfululizo.

Hatua ya 3: Unganisha LED na iwe na Nuru

Mwishowe tunaweza kuunganisha LED kwenye kituo cha kushoto kabisa cha betri ya kushoto na terminal ya kulia kabisa ya betri ya kulia ili mzunguko wa umeme ufanywe.

Lakini shikilia - LED ni haswa juu ya jinsi imeunganishwa. Utaona kwamba mguu mmoja kwenye LED ni mrefu kuliko mwingine, hii inaitwa "Anode", hii inahitaji kuungana na upande mzuri (+) wa betri. Mguu mfupi unaitwa "Cathode", hii inahitaji kuungana na upande hasi (-) wa betri.

Lakini ni nini chanya na ni kipi hasi kwenye betri ya limao?

….. Shaba ni chanya (+), kwa hivyo unganisha mguu mrefu wa LED kwenye waya wa shaba na unganisha mguu mfupi wa LED kwenye kituo cha magnesiamu.

Na presto LED inapaswa mwanga. Ikiwa utawapa sehemu za limao kubana unaweza kuona mwanga wa LED ukiwa mwangaza kwani juisi zaidi itatolewa na kutengeneza unganisho bora kwenye vituo.

Kwa hivyo ni nini sayansi nyuma ya uchawi huu?

Mwitikio wa kemikali unafanyika kati ya vituo viwili tofauti vya chuma (vinavyoitwa "elektroni"), maji ya limao husaidia katika athari (inayoitwa "elektroliti"). Wakati mmenyuko wa kemikali unafanyika "elektroni" zingine za ziada zinaundwa ambazo hutiririka kwenye mzunguko kwenda kwenye LED. Kisha LED inabadilisha elektroni hizi kuwa Nuru.

Tazama kinachotokea kwa vituo ikiwa utaacha LED imeunganishwa kwa masaa machache - Ninaogopa kuwa haujagundua betri ambayo itadumu milele!

Unaweza pia kujaribu na seli 2 tu, LED inapaswa kuwaka lakini itakuwa nyepesi. Ukiwa na seli moja tu kwa hakika voltage itakuwa chini sana kuwasha LED lakini endelea na ujaribu.

Betri zinazidi kuwa muhimu zaidi kuwezesha vifaa vyetu vya rununu vya umeme na magari ya umeme, darasa hili linaonyesha kuwa teknolojia ya betri imetoka mbali katika miaka 200 iliyopita lakini bado kuna nafasi nyingi ya kuboresha… labda hivi karibuni simu yako ya rununu itafanya tu unahitaji kuchaji mara moja kwa mwaka!

Ikiwa huwezi kupata Ribbon ya magnesiamu:

Mwishowe, ikiwa huna magnesiamu yoyote unaweza kujaribu jaribio ukitumia Zinc kama vile Alessandro Volta alifanya badala ya magnesiamu (zinki zilizofunikwa (zinazoitwa "mabati") zinaweza kutumika) lakini unaweza kuhitaji kutumia seli zaidi ya 3 kwani Zinc itazalisha tu volts 0.9 kwa kila seli ikilinganishwa na zaidi ya volt 1 na magnesiamu.