סוללת תפוחי אדמה: הבנת אנרגיה כימית וחשמלית: 13 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

האם ידעת שאתה יכול להדליק נורה רק עם תפוח אדמה או שניים? האנרגיה הכימית בין שתי המתכות מומרת לאנרגיה חשמלית ויוצרת מעגל בעזרת תפוח האדמה! זה יוצר מטען חשמלי קטן שניתן להשתמש בו כדי להדליק אור.

הדרכה זו היא דוגמה מצוינת לאופן שבו האנרגיה מגיעה בצורות רבות וכיצד מוצרים משתמשים באנרגיה זו על מנת לבצע עבודה. סוללת תפוחי האדמה ממירה אנרגיה מכימיה לחשמל על מנת לאפשר לנורה לפעול (אמת מידה C ו- D).

עקוב אחר פיית 'דייויס, שאיין בלזר וספנסר ווייט במהלך הדרכה זו על מנת להכין סוללה מתפוח אדמה, ובתקווה ללמוד משהו על השימוש באנרגיה והטכנולוגיות שמשתמשות בה!

שלב 1: אסוף חומרים

• 2 תפוחי אדמה (אפשר לעשות יותר אם רוצים יותר כוח)
• 2 אגורות
• 2 מסמרים/ברגים מצופים אבץ (רוב הברגים כבר מצופים אבץ)
• 3 חתיכות חוט נחושת
• נורת לד קטנה או מד וולט

שלב 2: רצועת חיווט נחושת להתאים פני

אתה צריך לוודא שאתה מפשיט מספיק חוט כדי לעטוף היטב את הפרוטה.

שלב 3: חותכים חריץ לכל תפוח אדמה

כל חריץ אמור להיות מסוגל להתאים אגורה, אך הוא אינו צריך להיות מדויק כיוון שתמיד ניתן להתאים אותו מאוחר יותר!

שלב 4: עטפו פני עם חוט והכניסו לתפוח האדמה

הפרוטה עטופת החוט צריכה להתאים היטב לחריץ שעשית קודם. זה עשוי לקחת קצת התאמה וקצת כוח כדי לקבל את הפרוטה נכונה.

שלב 5: חותכים את הקצה השני של חוט הנחושת

בצד שהאגורה לא מחוברת אליו, חתכו את החוט באורך הרצוי בין תפוח האדמה השני פלוס סנטימטר או שניים.

שלב 6: הכנס את הבורג המצופה אבץ לתפוח האדמה

אתה רוצה להשאיר מספיק מהבורג בחוץ כדי שהקצה השני של חוט הנחושת יתעטף, אבל עדיין יש את הבורג צמוד בתפוח האדמה. ודא שהבורג לא עובר לאורך כל תפוחי האדמה שלך! שלב זה ייקח קצת כוח, וקל יותר אם תסובב אותו פנימה במקום לנסות לנעוץ את הבורג שם.

שלב 7: עטפו את הקצה השני של חוט הנחושת סביב הבורג

חבר את שני תפוחי האדמה יחד עם החוט העובר מהאגורה לבורג.

שלב 8: חזור על שלבים 2 - 4

חותכים חריץ חדש בגרוש לתפוח האדמה השני שכבר יש בו בורג והתאימו את החוט החדש עטוף הפרוטה לתפוח האדמה ההוא.

טיפ: אנו חותכים את כל החוטים שלנו לאורך כל אותו אורך כדי להקל על הדברים בהמשך.

שלב 9: חזור על שלבים 6 - 7

הכנס בורג לתפוח האדמה שיש לו פרוטה בלבד, והצמד חוט חדש לבורג.

שלב 10: סקור את החיבורים

בסופו של דבר, כך צריכים להיראות החיבורים. הביטו היטב בצידי תפוחי האדמה. לכל תפוח אדמה בסוללה צריך להיות צד אבץ אחד (בורג) וצד נחושת אחד (אגורה) עם חוטים מחוברים.

השאירו שני חוטים בחוץ, אחד עובר על פרוטה ואחד על בורג. חוטים אלה יתחברו לנורה או למד המתח.

טיפ: אם ברצונכם להוסיף עוד תפוחי אדמה לקבלת יותר כוח, הקפידו לעקוב אחר התבנית הזו! לכל תפוח אדמה צריך להיות בורג אחד ואגורה אחת!

שלב 11: בדוק את הסוללה שלך

הנח את החוט החשוף על תחתית הנורה או על שיני מד המתח כדי לראות את הסוללה שלך בפעולה!

טיפ: לשני תפוחי אדמה בלבד גילינו שהוא לא מייצר מספיק כוח לנורה. בסופו של דבר הוספנו עוד תפוחי אדמה לאחר שגילינו זאת.

שלב 12: השתקף ולמד

איך זה עובד:

סוללת תפוחי אדמה היא סוג של סוללה המכונה תא אלקטרוכימי. הכימיקלים אבץ ונחושת (בבורג ובפרוטה/חוט) מגיבים זה עם זה, מה שמייצר אנרגיה כימית. אנרגיה כימית זו מומרת לאנרגיה חשמלית באמצעות העברת אלקטרונים ספונטנית.

תפוח האדמה פועל כמאגר ואלקטרוליט לשתי המתכות. המשמעות היא שהוא מפריד בין האבץ לנחושת, מה שמאלץ את האלקטרונים שמנסים לעבור ממתכת אחת לשנייה לעבור דרך תפוח האדמה וליצור מעגל. האלקטרונים מסוגלים לזרום דרך תפוח האדמה מכיוון שהוא פועל כאלקטרוליט. שתי המתכות עדיין היו מגיבות אם הן היו נוגעות זו בזו ללא תפוח האדמה, אך ללא המחסום והאלקטרוליט, האנרגיה המשתחררת מהתגובה לא תיצור מעגל, וזה מה שמביא את הכוח לנורה.

כאשר שני החוטים מחוברים לנורה הוא משלים מעגל זה, ומדליק את האור!

שלב 13: תהליך הלמידה שלנו

בעיות שפתרנו: מכיוון שגילינו ששתי סוללות אינן יכולות להניע את הנורה שלנו, התאכזבנו מהסיכוי להציג רק את אנרגיית תפוח האדמה דרך מד המתח. כדי לפתור זאת, החלטנו להוסיף עוד תפוחי אדמה. כשזה לא עבד מצאנו נורת לד במקום הנורה הרגילה והלבונה בה השתמשנו בתחילה. לבסוף, האור נדלק עם ארבע תפוחי אדמה ונורת לד יעילה, ולכן הוספנו את האפשרות לצרף עוד תפוחי אדמה להוראות ולמה החומרים שלנו אומרים להשתמש בנורת לד, למרות שהתמונה שלנו כוללת את הליבון.

רעיונות אחרים: שיחקנו בכמה רעיונות לפני שהחלטנו להכין נורה המופעלת על ידי תפוחי אדמה והסברנו כיצד ולמה זה עובד. חשבנו לייצר טורבינת רוח קטנה או טורבינת מים כדי לייצר חשמל, ודיברנו ספציפית על מדד M או I אבל החלטנו נגד זה בעיקר מכיוון שלספנסר היה ידע מוקדם כיצד לגרום לסוללת תפוחי האדמה לעבוד. בנוסף, רצינו לנסות להשתמש בתפוח האדמה כדי לטעון את הטלפונים שלנו, אך גילינו שזה ייקח יותר מדי תפוחי אדמה ממה שאנחנו יכולים להרשות לעצמנו. בסופו של דבר, כולנו שמחנו להסביר אנרגיה ביחס למדד C ו- D באמצעות דוגמה של סוללת תפוחי אדמה.