Էլեկտրականություն և լույս կիտրոնից ՝ 3 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:47

200 տարի առաջ իտալացի ֆիզիկոս Ալեսանդրո Վոլտան հայտնագործեց առաջին իսկական մարտկոցը: Դասարանային այս գիտափորձում մենք կարող ենք նորից ստեղծել մի շատ նման մարտկոց, որը Վոլտան հորինել էր ՝ օգտագործելով ոչ ավելին, քան կիտրոն և երկու կտոր մետաղ: Այն բավականաչափ հզոր է LED լուսավորելու համար: Մենք իսկապես կիտրոնից լույս ենք ստեղծում:

Ի դեպ … Վոլտայի մարտկոցը օգտագործում էր պղինձ, ցինկ և աղի ջրի մեջ թաթախված կտոր: Մեր փորձի ժամանակ մենք կօգտագործենք պղինձ, մագնեզիում և կիտրոն, բայց տեսությունը նույնն է. Մենք էլեկտրականություն արտադրելու համար օգտագործում ենք քիմիական ռեակցիա:

Նախագիծը նախատեսված է 10-15 տարեկան աշակերտների համար (ԱՄՆ 5-9 դասարան): Ավելի հին ուսանողները պետք է կարողանան առանց օգնության ավարտել նախագիծը և պարզել, թե ինչու չի աշխատում միացումը (օրինակ, կիտրոնի միջև կապը լավ չէ և այլն):

Նախագիծը կատարյալ է ֆիզիկայի կամ ընդհանուր բնագիտության դասերի համար, բայց կարող է նաև տարածվել ՏՏ դասի վրա: Դա կստիպի ձեր ուսանողներին մտածել, թե որտեղից են իրենց բջջային հեռախոսները ստանում իրենց էներգիան: Դասը ցույց է տալիս, որ մարտկոցը օգտագործում է քիմիական ռեակցիա ՝ էլեկտրական հոսանք ստեղծելու համար:

Պարագաներ

• Կես կիտրոն կտրված է 3 հատվածի (այսինքն ՝ 3 x 1/6 կիտրոն)
• Որոշ պղնձե մետաղալարեր (ընդհանուր առմամբ մոտ 20 դյույմ) - սա այն լարն է, որն օգտագործվում է ձեր տան էլեկտրական վարդակներում: Եթե գիտեք էլեկտրիկ, նրանք անպայման կունենան բազմաթիվ անջատումներ, որոնք կարող եք օգտագործել: Հակառակ դեպքում այն հասանելի է ցանկացած շինարարական խանութում:
• Որոշ մագնեզիումի ժապավեն (ընդհանուր առմամբ մոտ 3 "(10 սմ) - սա առցանց հասանելի է մոտ 3 դոլարով մեկ բակի համար (1 մ): Եթե չկարողանաք այն ձեռք բերել, ապա« ցինկապատ »եղունգները նույնպես կաշխատեն (բայց ոչ այնքան լավ), սրանք են եղունգները ծածկված են ցինկով, շինարարական խանութներում դրանք կլինեն: Նրանք նայելու համար մոխրագույն և ձանձրալի տեսք ունեն (այսինքն `փայլուն չեն):
• LED (սովորական 3v LED), խուսափեք կապույտից, քանի որ դրանք երբեմն ավելի շատ էներգիայի կարիք ունեին դրանք լուսավորելու համար:

Քայլ 1. Պատրաստեք նյութերը և պատրաստեք բջիջները

Վերցրեք 1/2 կիտրոնը և կտրեք 3 հատվածի, ինչպես ցույց է տրված նկարում

Հաջորդը կտրեք 2 կտոր պղնձե մետաղալար ՝ մոտ 1 դյույմ երկարությամբ: Համոզվեք, որ մալուխի շուրջը կաուչուկ չկա, այն պետք է լինի «պղնձե» գույնով:-)

Վերջապես 3 կտոր մագնեզիումի ժապավեն ՝ մոտ 1 դյույմ երկարությամբ (մկրատով կտրելը պարզ է)

Մենք պատրաստվում ենք ստեղծել 3 փոքր մարտկոց (կամ «բջիջներ»): Յուրաքանչյուր մարտկոց բաղկացած է կիտրոնի հատվածից, պղնձե տերմինալից և մագնեզիումի տերմինալից:

Ինչու՞ մեզ պետք է 3 մարտկոց: Դե, յուրաքանչյուր մարտկոց կարտադրի մոտ 1 վոլտ էլեկտրաէներգիա, բայց LED- ին անհրաժեշտ է մոտ 3 վոլտ էլեկտրաէներգիա աշխատելու համար: Այսպիսով, եթե մենք միացնենք 3 մարտկոց անընդմեջ, մենք կունենանք 3 վոլտ, LED- ը լուսավորելը պետք է կատարյալ լինի:

Քայլ 2: Լարացրեք 3 անընդմեջ մարտկոցները

Այսպիսով, մենք ունենք 3 մարտկոց, այժմ մենք պետք է դրանք անընդմեջ միացնենք:

Այս փուլում կարևորն այն է, որ պղնձի տերմինալը մեկ մարտկոցից միանա հաջորդ մարտկոցի մագնեզիումի տերմինալին: Դա անելու ամենահեշտ ձևը պղնձե մետաղալարն այնպես թեքելն է, որ այն սեղմվի մագնեզիումի վրա ՝ ամուր կապ ստեղծելու համար:

Եթե պղնձը պատահաբար միացնեք պղինձին կամ մագնեզիումը `յուրաքանչյուր մարտկոցի մագնեզիումին, մարտկոցները հիմնականում կջնջեն միմյանց: Դա նման է մարտկոցներից մեկը հեռուստացույցի հեռակառավարման վահանակում սխալ կերպով դնելուն, հեռակառավարիչը չի աշխատի:

Այսպիսով, այժմ մենք ունենք 3 մարտկոց անընդմեջ:

Քայլ 3: Միացրեք LED- ը և թող լույս լինի:

Ի վերջո, մենք կարող ենք LED- ը միացնել ձախ մարտկոցի ձախ ձախ և աջ մարտկոցի աջ տերմինալին այնպես, որ էլեկտրական միացումը կատարվի:

Բայց սպասեք, LED- ը շատ առանձնահատուկ է, թե ինչպես է այն կապված: Դուք կտեսնեք, որ LED- ի ոտքերից մեկը մյուսից երկար է, սա կոչվում է «անոդ», այն պետք է միանա մարտկոցի Դրական (+) կողմին: Ավելի կարճ ոտքը կոչվում է «կաթոդ», այն պետք է միանա մարտկոցի բացասական (-) կողմին:

Բայց ո՞րն է դրական և ո՞րը բացասական տերմինալը կիտրոնի մարտկոցի վրա:

….. պղինձը դրական է (+), այնպես որ LED- ի երկար ոտքը միացրեք պղնձե մետաղալարին և LED- ի կարճ ոտքը միացրեք մագնեզիումի տերմինալին:

Եվ ահա, LED- ը պետք է լույս տա: Եթե կիտրոնի հատվածներին սեղմում եք, կարող եք տեսնել, որ LED- ն ավելի պայծառ է փայլում, քանի որ ավելի շատ հյութ կթողարկվի `ավելի լավ կապ ունենալով տերմինալների հետ:

Այսպիսով, ո՞րն է այս կախարդության հիմքում ընկած գիտությունը:

Դե, քիմիական ռեակցիա է տեղի ունենում երկու տարբեր մետաղական տերմինալների միջև (որոնք կոչվում են «էլեկտրոդներ»), կիտրոնի հյութն օգնում է արձագանքին (այն կոչվում է «էլեկտրոլիտ»): Երբ տեղի է ունենում քիմիական ռեակցիան, ստեղծվում են լրացուցիչ «էլեկտրոններ», որոնք շղթայի երկայնքով հոսում են դեպի LED: LED- ն այդ էլեկտրոնները վերածում է Լույսի:

Տեսեք, թե ինչ կլինի տերմինալների հետ, եթե LED- ն միացված թողնեք մի քանի ժամով.

Կարող եք նաև փորձել ընդամենը 2 բջիջով, LED- ը պետք է լուսավորվի, բայց ավելի մռայլ կլինի: Միայն մեկ բջիջ ունենալով, անշուշտ, լարումը չափազանց ցածր կլինի LED լուսավորելու համար, բայց առաջ գնացեք և փորձեք:

Մարտկոցները դառնում են ավելի ու ավելի կարևոր մեր էներգետիկ շարժական սարքերի և էլեկտրական մեքենաների հզորացման համար: Այս դասը ցույց է տալիս, որ մարտկոցների տեխնոլոգիան երկար ճանապարհ է անցել վերջին 200 տարվա ընթացքում, բայց դեռ բարելավման շատ տեղ կա… գուցե շուտով ձեր բջջային հեռախոսը միայն տարին մեկ անգամ լիցքավորման կարիք ունի:

Եթե չեք գտնում մագնեզիումի ժապավեն

Ի վերջո, եթե դուք չունեք մագնեզիում, կարող եք նաև փորձարկել ցինկի օգտագործումը, ինչպես Ալեսանդրո Վոլտան մագնեզիումի փոխարեն (որոշ ցինկապատ (կոչվում է «ցինկապատ») եղունգներ), բայց ձեզ կարող է անհրաժեշտ լինել օգտագործել ավելի քան 3 բջիջ: քանի որ incինկը կարտադրի ընդամենը մոտ 0,9 վոլտ մեկ բջիջի դիմաց ՝ մագնեզիումի ավելի քան 1 վոլտի դիմաց: