Kartoffelbatterie: Chemische und elektrische Energie verstehen - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:21

Wussten Sie, dass Sie eine Glühbirne mit nur ein oder zwei Kartoffeln betreiben können? Die chemische Energie zwischen den beiden Metallen wird in elektrische Energie umgewandelt und bildet mit Hilfe der Kartoffel einen Kreislauf! Dadurch entsteht eine kleine elektrische Ladung, die zum Einschalten eines Lichts verwendet werden kann.

Dieses Tutorial ist ein großartiges Beispiel dafür, wie Energie in vielen Formen entsteht und wie Produkte diese Energie nutzen, um Arbeit zu verrichten. Die Kartoffelbatterie wandelt Energie von chemischer in elektrische Energie um, damit die Glühbirne funktioniert (Benchmarks C und D).

Folgen Sie Faith Davis, Cheyenne Balzer und Spencer White durch dieses Tutorial, um aus einer Kartoffel eine Batterie zu machen, und lernen Sie hoffentlich etwas über die Verwendung von Energie und die Technologien, die sie verwenden!

Schritt 1: Materialien sammeln

• 2 Kartoffeln (kann mit mehr gemacht werden, wenn Sie mehr Leistung wünschen)
• 2 Pfennige
• 2 verzinkte Nägel/Schrauben (die meisten Schrauben sind bereits verzinkt)
• 3 Stück Kupferdraht
• eine kleine LED-Glühbirne oder ein Voltmeter

Schritt 2: Kupferkabel abisolieren, um Penny zu passen

Sie müssen sicherstellen, dass Sie genug Draht abisolieren, um ihn sicher um den Penny zu wickeln.

Schritt 3: Schneiden Sie einen Schlitz in jede Kartoffel

Jeder Schlitz sollte für einen Cent passen, muss aber nicht genau sein, da er später immer noch angepasst werden kann!

Schritt 4: Penny mit Draht umwickeln und in die Kartoffel legen

Der mit Draht umwickelte Penny sollte genau in den Schlitz passen, den Sie zuvor gemacht haben. Dies kann einige Anpassungen und ein wenig Kraft erfordern, um den Cent richtig zu machen.

Schritt 5: Schneiden Sie das andere Ende des Kupferdrahts

Auf der Seite, an der der Penny nicht befestigt ist, schneiden Sie den Draht auf die gewünschte Länge zwischen der anderen Kartoffel plus ein oder zwei Zoll ab.

Schritt 6: Setzen Sie die verzinkte Schraube in die Kartoffel ein

Sie möchten genug von der Schraube herauslassen, damit das andere Ende des Kupferdrahts herumgewickelt werden kann, aber die Schraube noch fest in der Kartoffel sitzt. Achten Sie darauf, dass die Schraube nicht ganz durch Ihre Kartoffel geht! Dieser Schritt erfordert etwas Kraft und es ist einfacher, wenn Sie ihn hineindrehen, anstatt zu versuchen, die Schraube dort einzuklemmen.

Schritt 7: Wickeln Sie das andere Ende des Kupferdrahts um die Schraube

Verbinden Sie die beiden Kartoffeln mit dem Draht, der vom Penny zur Schraube führt.

Schritt 8: Wiederholen Sie die Schritte 2 - 4

Schneiden Sie einen neuen Schlitz für einen Penny in die zweite Kartoffel, die bereits eine Schraube hat, und stecken Sie den neuen drahtumwickelten Penny in diese Kartoffel.

Tipp: Wir schneiden alle unsere Drähte so, dass sie insgesamt ungefähr gleich lang sind, um es später einfacher zu machen.

Schritt 9: Wiederholen Sie die Schritte 6 - 7

Setzen Sie eine Schraube in die Kartoffel ein, die nur einen Cent hat, und befestigen Sie einen neuen Draht an der Schraube.

Schritt 10: Verbindungen überprüfen

So sollten die Anschlüsse am Ende aussehen. Schauen Sie sich die Seiten der Kartoffeln genau an. Jede Kartoffel in der Batterie sollte eine Zinkseite (Schraube) und eine Kupferseite (Penny) mit daran befestigten Drähten haben.

Lassen Sie zwei Drähte weg, einen zu einem Penny und einen zu einer Schraube. Diese Drähte werden mit der Glühbirne oder dem Voltmeter verbunden.

Tipp: Wenn Sie mehr Kartoffeln hinzufügen möchten, um mehr Leistung zu erzielen, folgen Sie diesem Muster! Jede Kartoffel sollte eine Schraube und einen Penny haben!

Schritt 11: Testen Sie Ihre Batterie

Legen Sie den freiliegenden Draht auf die Unterseite der Glühbirne oder auf die Zinken des Voltmeters, um Ihre Batterie in Aktion zu sehen!

Tipp: Bei nur zwei Kartoffeln haben wir festgestellt, dass es nicht genug Leistung für eine Glühbirne liefert. Wir haben am Ende mehr Kartoffeln hinzugefügt, nachdem wir dies entdeckt haben.

Schritt 12: Reflektieren und lernen

Wie es funktioniert:

Eine Kartoffelbatterie ist eine Art von Batterie, die als elektrochemische Zelle bekannt ist. Die Chemikalien Zink und Kupfer (in Schraube und Pfennig/Draht) reagieren miteinander, wodurch chemische Energie entsteht. Diese chemische Energie wird durch einen spontanen Elektronentransfer in elektrische Energie umgewandelt.

Die Kartoffel fungiert als Puffer und Elektrolyt für die beiden Metalle. Dies bedeutet, dass es Zink und Kupfer trennt, wodurch die Elektronen, die versuchen, von einem Metall zum anderen zu gelangen, durch die Kartoffel wandern und einen Stromkreis bilden. Die Elektronen können durch die Kartoffel fließen, da sie als Elektrolyt fungiert. Die beiden Metalle würden immer noch reagieren, wenn sie sich ohne die Kartoffel nur berühren würden, aber ohne die Barriere und den Elektrolyten würde die bei der Reaktion freigesetzte Energie keinen Stromkreis bilden, der die Glühbirne mit Strom versorgt.

Wenn die beiden Drähte an der Glühbirne befestigt sind, schließt sie diesen Stromkreis und schaltet das Licht ein!

Schritt 13: Unser Lernprozess

Von uns gelöste Probleme: Da wir feststellten, dass zwei Batterien unsere Glühbirne nicht mit Strom versorgen konnten, waren wir enttäuscht, dass wir nur die Energie der Kartoffel durch das Voltmeter anzeigen konnten. Um dies zu lösen, haben wir uns entschieden, mehr Kartoffeln hinzuzufügen. Als das nicht funktionierte, fanden wir eine LED-Glühbirne anstelle der normalen Glühbirne, die wir ursprünglich verwendeten. Schließlich ging das Licht mit vier Kartoffeln und einer effizienten LED-Lampe an, weshalb wir der Anleitung die Option hinzugefügt haben, weitere Kartoffeln anzubringen, und warum unsere Materialien sagen, eine LED-Lampe zu verwenden, obwohl unser Bild die Glühlampe enthält.

Andere Ideen: Wir spielten mit ein paar Ideen herum, bevor wir uns entschieden, eine kartoffelbetriebene Glühbirne herzustellen und erklärten, wie und warum sie funktioniert. Wir dachten darüber nach, eine kleine Windturbine oder Wasserturbine zur Stromerzeugung zu bauen, und sprachen speziell über Benchmark M oder I, entschieden uns aber hauptsächlich dagegen, weil Spencer einige Vorkenntnisse hatte, wie die Kartoffelbatterie funktioniert. Darüber hinaus wollten wir versuchen, unsere Telefone mit der Kartoffel aufzuladen, stellten jedoch fest, dass dafür viel zu viele Kartoffeln benötigt würden, als wir uns leisten konnten. Am Ende waren wir alle zufrieden damit, Energie in Bezug auf Benchmark C und D am Beispiel einer Kartoffelbatterie zu erklären.