Солевая батарея своими руками

Солевая батарейка

Сделайте настоящую солевую батарейку своими руками!

Проведите этот опыт с нашей подпиской!

Этот эксперимент, как и Жидкие провода, входит в набор Солевая батарейка. Подпишитесь и получите всё, что понадобится для проведения этого эксперимента дома.

Реагенты

  • Оксид марганца(IV)
  • Хлорид аммония
  • Графит

Безопасность

  • Перед началом опыта наденьте защитные перчатки и очки.
  • Проводите эксперимент на подносе.
  • Не допускайте попадания химических реагентов в глаза или рот.
  • Не допускайте к месту проведения экспериментов людей без защитных очков, а также маленьких детей и животных.
  • Храните экспериментальный набор в месте, недоступном для детей младше 10 лет.
  • Помойте или очистите всё оборудование и оснастку после использования.
  • Убедитесь, что все контейнеры с реагентами плотно закрыты и хранятся по правилам после использования.
  • Убедитесь, что все одноразовые контейнеры правильно утилизированы.
  • Используйте только оборудование и реактивы, поставляемые в наборе или рекомендуемые текущими инструкциями.
  • Если вы использовали контейнер для еды или посуду для проведения экспериментов, немедленно выбросьте их. Они больше не пригодны для хранения пищи.
  • В случае попадания реагентов в глаза тщательно промойте глаза водой, при необходимости держа глаз открытым. Немедленно обратитесь к врачу.
  • В случае проглатывания реагентов промойте рот водой, выпейте немного чистой воды. Не вызывайте рвоту. Немедленно обратитесь к врачу.
  • В случае вдыхания реагентов выведите пострадавшего на свежий воздух.
  • В случае контакта с кожей или ожогов промывайте поврежденную зону большим количеством воды в течение 10 минут или дольше.
  • В случае сомнений немедленно обратитесь к врачу. Возьмите с собой химический реагент и контейнер от него.
  • В случае травм всегда обращайтесь к врачу.
  • Неправильное использование химических реагентов может вызвать травму и нанести вред здоровью. Проводите только указанные в инструкции эксперименты.
  • Данный набор опытов предназначен только для детей 10 лет и старше.
  • Способности детей существенно различаются даже внутри возрастной группы. Поэтому родители, проводящие эксперименты вместе с детьми, должны по своему усмотрению решить, какие опыты подходят для их детей и будут безопасны для них.
  • Родители должны обсудить правила безопасности с ребенком или детьми перед началом проведения экспериментов. Особое внимание следует уделить безопасному обращению с кислотами, щелочами и горючими жидкостями.
  • Перед началом экспериментов очистите место проведения опытов от предметов, которые могут вам помешать. Следует избегать хранения пищевых продуктов рядом с местом проведения опытов. Место проведения опытов должно хорошо вентилироваться и находиться близко к водопроводному крану или другому источнику воды. Для проведения экспериментов потребуется устойчивый стол.
  • Вещества в одноразовой упаковке должны быть использованы полностью или утилизированы после проведения одного эксперимента, т.е. после открытия упаковки.

Часто задаваемые вопросы

Все эти предметы должны плотно сидеть в трубке. Смело давите сильнее! Еще можно взять новый графитовый электрод или ватный цилиндр. И не забывайте, что можно попросить взрослых о помощи!

Всё, что угодно! Не сдерживайте воображение!

Убедитесь, что болт соприкасается с металлической лапкой, а графитовый электрод на другом конце батарейки — с металлической пластиной в часовом механизме.

Если вы собрали две батарейки, подключили их держателем к светодиоду, а он почему-то не загорается, не беспокойтесь! Скорее всего, это легко поправить.

Во-первых, попробуйте переподключить провода. Через светодиод электрический ток может проходить только в одном направлении. Убедитесь, что зажимы-крокодилы подсоединены к металлу, а не к изоляционному материалу.

Теперь проверьте все соединения: компоненты электрической цепи должны быть надежно соединены. Болт должен касаться пружинок в держателе, а графитовые электроды на противоположных концах батареек — металлических пластинок в корпусе держателя. Наконец, проверьте, чтобы провода были крепко подсоединены к светодиоду и держателю.

Если ничто из этого не помогло, подключите другой светодиод или соберите новую батарейку.

Мы не советуем подключать к светодиоду из набора обычные батарейки. Светодиод может перегреться или светиться с перебоями.

Другие эксперименты

Пошаговая инструкция

Смешайте графит C и оксид марганца(IV) MnO2. В батарейке MnO2 будет принимать у цинка Zn электроны, а графит будет их проводником.

Вставьте графитовый электрод в силиконовую трубку — она послужит корпусом для батарейки.

Отсыпьте в силиконовую трубку часть приготовленной смеси.

Вставьте в трубку ватный цилиндр и пропитайте его раствором хлорида аммония NH4Cl. Затем закройте трубку оцинкованным болтом — и батарейка готова!

Соберите часы и испытайте самодельную батарейку — она ничуть не хуже заводской!

инк Zn с легкостью отдает свои электроны e − . Поскольку они заряжены отрицательно, цинковой Zn стороне батарейки соответствует знак « − ». MnO2 охотно принимает у цинка электроны, поэтому противоположному концу батарейки соответствует знак «+». Однако электронам не пройти сквозь вату с раствором NH4Cl напрямую — нужен обходной путь. В отличие от раствора NH4Cl, часовой механизм пропускает через себя электроны. Кстати, именно благодаря их перемещению и крутятся шестеренки часов. По похожему принципу работают все электрические приборы.

Читайте также:
Простой самодельный источник электроэнергии из сахара-рафинада

Соберите еще одну батарейку, чтобы зажечь светодиод!

Утилизация

Пожалуйста, утилизируйте химические отходы эксперимента в соответствии с нормами вашего региона. Остальные твердые отходы утилизируйте вместе с бытовым мусором. Растворы слейте в раковину и затем тщательно промойте ее водой.

Что произошло

Получается, что электроны просто переходят от цинка Zn к MnO2. Так, может, достаточно погрузить положительно заряженный провод светодиода в порошок MnO2 , а отрицательно заряженный провод приложить к цинку , и всё заработает? Как бы не так!

Отдавая отрицательно заряженные электроны, цинк Zn становится положительно заряженным и, конечно, хочет поскорее эти электроны вернуть. Поэтому мы добавляем водный H2O раствор хлорида аммония NH4Cl — именно он поможет цинку избавиться от заряда и «желания» вернуть электроны!

Металлический цинк Zn превращается в положительно заряженные ионы Zn 2+ , которые переходят в раствор, таким образом, «обнуляя» заряд на цинке. Нечто похожее происходит и с MnO2 , который притягивает к себе электроны e − . Чтобы освободиться от заряда, он отдает воде H2O свой кислород O , в результате чего образуются гидроксид-ионы OH − . И Zn 2+ , и OH − заряжены, но, в отличие от электронов, они могут свободно перемещаться в растворе. Поэтому они постепенно распространяются по нанесенному на вату NH4Cl, делая раствор равномерно незаряженным.

Существует множество способов заставить электроны двигаться по проводам. Наш метод далеко не самый простой, однако именно так делают заводские солевые батарейки. Дело в том, что для изготовления солевой батарейки требуются доступные материалы, к тому же ее конструкция не подразумевает использование жидкостей, а в ходе реакции не выделяются газообразные вещества.

Как работают солевые батарейки?

Солевые батарейки (также известные как марганцево-цинковые элементы или элементы Лекланше) являются химическими источниками электрического тока, образующегося в них в ходе окислительно-восстановительной реакции (ОВР) между оксидом марганца(IV) MnO2 и цинковым порошком Zn. В процессе этой реакции электроны перемещаются от одного участника реакции (восстановителя) к другому (окислителю).

В одной части нашей батарейки находится окислитель MnO2, а в другой — восстановитель Zn. Между собой эти части разделены ватой. Когда батарейка ни к чему не подключена, вещества не могут взаимодействовать друг с другом. А вот когда мы подключаем крокодилы к светодиоду, цепь замыкается и начинается реакция: электроны переходят от цинка к марганцу. Они проходят от болта по пружинкам и черному проводу к светодиоду — тот загорается, и электроны продолжают свой путь по красному проводу и графитовому электроду к части батарейки с оксидом марганца(IV) MnO2.

Для чего нужен графитовый порошок?

Батарейка работает только тогда, когда у электрического тока нет препятствий. Поэтому все компоненты внутри батарейки должны хорошо проводить электричество.

В отличие от графита, оксид марганца(IV) MnO2 плохо проводит электричество. Зато из их смеси получается достаточно хороший проводник для нашей батарейки.

Для чего нужен раствор NH4Cl?

По мере того как электроны переходят от цинка к оксиду марганца(IV), в последнем создается избыток электронов. У цинка же, наоборот, возникает нехватка электронов. Эту разницу необходимо сбалансировать, чтобы батарейка надежно работала продолжительное время.

Хлорид аммония NH4Cl в первую очередь является источником ионов H + , которые выравнивают избыток электронов в части с оксидом марганца(IV) MnO2.

А вот хлорид-ионы Cl − решают проблему нехватки электронов у цинка.

Еще на стороне цинка в результате всей этой реакции образуются ионы цинка Zn 2+ — в этих условиях они легко дают нерастворимые соединения. Если этих соединений станет слишком много, электрический ток просто не сможет проходить! И тут тоже помогает хлорид аммония: аммиак NH3, полученный в ходе реакции, образует с Zn 2+ водорастворимое соединение. Теперь ход электрического тока ничем не затруднен!

Это интересно

Из чего сделаны обычные батарейки?

Батарейки могут иметь разную структуру, но по большей части всё зависит от используемого электролита. Как вы уже знаете, в состав солевых батареек входит хлорид аммония NH4 — соль, которая им бытовое название. А вот щелочные (алкалиновые) батарейки содержат щелочь, а точнее гидроксид щелочного металла (лития, натрия или калия), причем гидроксид калия KOH используют чаще всего. Кстати, щелочные батарейки работают дольше, чем солевые.

Обратите внимание на маркировку корпуса — обычно это одна-две буквы и цифры. Если видите букву R, значит батарейка солевая, а если LR, то алкалиновая. Литиевые батарейки помечают буквами CR. Ну а если там SR или PR, значит вам повезло найти редкую серебряную или воздушно-цинковую батарейку! Идем дальше. Рядом с буквой увидите одну или две цифры — так производители обозначают форму и размер. На «пальчиковых» батарейках (АА) пишут «03», а на «мизинчиковых» (ААА) пишут «6». Так, у щелочной батарейки AA будет маркировка LR03.

Вообще, солевыми батарейками можно зарядить любое устройство. Однако маленькой батарейки не хватит, чтобы зарядить, скажем, холодильник или стиральную машину. Зато фонарики, игрушечные машинки, наручные и комнатные часы солевым батарейкам вполне по силам! Солевой батарейкой, которую вы собрали, можно зарядить светодиодный фонарик, наручные часы или небольшой калькулятор. Для исправной работы таким устройствам нужно совсем немного электричества.

Читайте также:
Дачнику-фермеру - Насос для воды без электричества и бензина

Энергии, которую дает батарейка, похожая на нашу, обычно хватает на 2–3 часа непрерывной работы светодиода. А если постараться и собрать ее с особой точностью, заряда хватит на целых 10–12 часов!

С точки зрения химии, эти батарейки абсолютно одинаковые! Основное различие лишь в структуре. В магазинной солевой батарейке более тонкие окислительные (MnO2) и восстановительные (Zn) слои. А еще у нее бо́льшая поверхность мембраны (в нашем случае — ватный цилиндр). В отличие от нашей, такая батарейка дает более сильное напряжение и может заряжать больше устройств, например мощный фонарик, ТВ-пульт, игрушку, компьютерную мышь. Кроме того, такая батарейка герметична, а значит, из нее не будет испаряться электролит (раствор хлорида аммония NH4Cl). Кстати, если бы не это испарение, наша батарейка служила бы дольше.

Подпишитесь на наборы MEL Chemistry и проведите эти опыты у себя дома!

Как сделать батарейку самостоятельно в домашних условиях

Электричество окружает современного человека постоянно. Но даже на этом фоне удивительно, что напряжение присутствует в обычных вещах и продуктах (лимон, картофель и т.д.). С помощью них можно сделать простую батарейку в домашних условиях. Поскольку напряжение, ток и емкость изготовленной дома батарейки далеки от привычных нам источников питания, то использовать в реальной жизни такую батарейку смысла нет. Зато в качестве бытового физико-химического опыта для образовательных целей тема бесценна.

  1. Немного теории
  2. Устройство «на пальцах»
  3. Об электролите
  4. Об электродах
  5. Теоретические выводы
  6. Батарейка из лимона или картофеля
  7. Батарейка из монет
  8. Батарейка в алюминиевой банке
  9. Заключение

Немного теории

Устройство «на пальцах»

Предположим, что мы имеем емкость с кислотой с погруженными в нее цинковым и медным электродами (рис). Когда элемент выдает электрический ток через внешнюю цепь, цинк на поверхности цинкового электрода растворяется в растворе. Атомы цинка растворяются в электролите как электрически заряженные ионы (Zn 2+ ), оставляя в металле 2 отрицательно заряженных электрона (e — )

Эта реакция называется окислением.

Пока цинк попадает в электролит, два положительно заряженных иона водорода (H + ) из электролита объединяются с двумя электронами на поверхности медного электрода и образуют молекулу водорода (H2)

Эта реакция называется восстановлением.

Электроны, используемые на медном электроде для образования молекул водорода, передаются от цинкового электрода через внешний провод, соединяющий медный и цинковый электроды. Молекулы водорода, образующиеся на поверхности меди в результате реакции восстановления выделяются в виде газообразного водорода.

Об электролите

Напряжение на ячейке зависит от кислотности электролита, измеряемой по его pH. Уменьшение кислотности (увеличение pH) вызывает падение напряжения. Используемая кислота не влияет на напряжение, кроме как через значение pH. Это не так для сильнокислых электролитов (pH Две перечисленные выше окислительно-восстановительные реакции происходят только тогда, когда электрический заряд может переноситься через внешнюю цепь.

Об электродах

Из химии: ряд напряжений металлов используется на практике для относительной оценки химической активности металлов в реакциях с водными растворами солей и кислот и для оценки катодных и анодных процессов при электролизе. Восстановительная активность металлов (свойство отдавать электроны) уменьшается, а окислительная способность их катионов (свойство присоединять электроны) увеличивается в указанном ряду слева направо. Металлы, стоящие левее, являются более сильными восстановителями, чем металлы, расположенные правее: они вытесняют последние из растворов солей. Например, взаимодействие Zn + Cu 2+ → Zn 2+ + Cu возможно только в прямом направлении. Цинк вытесняет медь из водного раствора её соли. При этом цинковая пластинка растворяется, а металлическая медь выделяется из раствора.

Наиболее распространённые металлы расположены в ряду напряжений в следующей последовательности: Li, К, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Fe, Co, Ni, Sn, Pb, (H2), Cu, Hg, Ag, Au.

Итого, чем дальше в этом ряду находятся металлы друг от друга, тем большее напряжение возникает между ними.

Теоретические выводы

  1. Получается, что э нергия исходит не от лимона или картофеля, а от химического изменения цинка, когда он растворяется в кислоте.
  2. Чем выше кислотность (меньше pH) электролита (но до pH
  3. Чем дальше в ряду напряжения металлов находятся друг от друга электроды, тем выше напряжение
  4. Между одинаковыми электродами напряжение должно быть 0
  5. О значимой силе тока в подобных экспериментах говорить не приходится. Она, конечно, прямо пропорциональна площади электродов, но площадь эта такова, что для получения аналога среднестатистического автомобильного аккумулятора потребовалось бы несколько миллионов ячеек из лимонов.

Можно приступать в проверке.

Батарейка из лимона или картофеля

Для того чтобы сделать батарейку из фрукта и подручных материалов, понадобятся следующие компоненты:

  • лимон или картофель;
  • стальной (цинковый, алюминиевый) предмет;
  • медный предмет;
  • два изолированных провода.
Читайте также:
Солнечная батарея своими руками (пошагово, фото)

Прежде чем приступить к созданию простой батарейки, необходимо зачистить стальной и медный предметы. Это можно сделать наждачной бумагой.

Совет! В качестве стального предмета удобно использовать гвозди. В качестве медного — медную монетку или проволоку. Полоску цинка можно попытаться аккуратно добыть из корпуса старой батарейки, но надо соблюдать предельную осторожность

Далее необходимо воткнуть их в лимон на расстоянии 3-2 см друг от друга. А к импровизированным контактам присоединить провода. Также их можно аккуратно воткнуть вплотную к контактам. Медный элемент будет выступать в качестве плюса, а стальной минуса.

Интересно! Вместо лимона также можно использовать яблоко. Но необходимо выбирать кислые плоды, так как это необходимо для реакции.

Самодельная батарейка на основе одного лимона или яблока может выдавать примерно 0.5-0.7 Вольт. Этого недостаточно для заряда простого мобильного или приемника. Если нужно напряжение от 3 до 5 Вольт, то вполне возможно это сделать. Нарастание происходит за счет увеличения количества плодов.

Батарейка из монет

Конструкцию из монет в качестве простейшего гальванического элемента также называют Вольтов столб. Для его изготовления понадобится:

  • медные монеты (например, по 10 или 50 копеек);
  • фольга;
  • бумага;
  • уксус или очень соленная вода.

Для красоты конструкции необходимо выбирать монеты одного номинала. Также перед экспериментом их ненадолго окунуть в уксус. Это устранит налет и загрязнения. После чего необходимо вырезать из бумаги и фольги элементы по форме монеток. Их количество должно быть на 2 меньше, чем монет.

Вольтов столб собирается так:

  1. Бумага смачивается в растворе уксуса или соленной воды и прикрепляется к монетке.
  2. Сверху на бумагу кладется круг из фольги.
  3. Далее кладется следующая монетка.
  4. Этапы повторяются пока не кончатся монеты в выбранном количестве.
  5. Конструкция должна получиться такой, чтобы с одного конца была монета (+) последним элементом, а с другого фольга (-).

Чем больше монет будет задействовано в эксперименте, тем большее напряжение выдаст батарейка. Важно понимать, что после эксперимента монеты, возможно, не будут пригодны для использования. Элементы могут покрыться ржавчиной.

Батарейка в алюминиевой банке

Для создания батарейки своими руками в алюминиевой банке необходимо взять:

  • алюминиевую банку (например, из под кока-колы);
  • уголь от костра в виде крошки или пыли;
  • свечка парафиновая;
  • графитный стержень;
  • соль и вода;
  • пенопласт толщиной более 1 см.

Для начала необходимо отрезать у банки верхушку. После чего изготовить из пенопласта круг, подходящий ко дну банки. В круге необходимо проделать не сквозное отверстие для стержня. Пенопласт поместить на дно банки и воткнуть в него графит. Важно, чтобы стержень стоял ровно по центру банки. Пространство вокруг графитного стержня необходимо заполнить углем.

Важно! Стержень из графита не должен прикасаться к банке.

После чего остается сделать солевой раствор взяв 0.5 литра воды и 3 ст. ложки поваренной соли. Раствор размешивать до тех пор, пока кристаллы соли не растворятся, лучше это делать в теплой воде. Залить электролит в банку и запечатать ее воском. Важно чтобы стержень из графита выглядывал за банку.

Провода подключать к графитовому стержню (катод, плюс), и корпусу банки из алюминия (анод, минус). Для того, чтобы получить напряжение в 3 Вольт, необходимо последовательно подключить не менее 2 банок. Полученной батарейкой можно привезти в действие лампочку, калькулятор и часы. Также их можно заряжать.

Заключение

Все вышеописанные способы создания батареек не являются полноценными их заменителями. Но их вполне можно собирать ради интересного эксперимента для наглядной демонстрации работы и устройства гальванических элементов.

Солевая батарея своими руками


Для того чтобы
ДОБАВИТЬ САЙТ В ЗАКЛАДКИ
Нажмите одновременно
(CTRL+D)

Здесь Вы обнаружите, практические советы, подсказки, идеи, схемы, чертежи, фото. Рассылка пишется для любителей мастерить, строить, самодельничать.
Узнайте первым о новых обзорах “Для умелых рук”

Чтобы прочитать новую цитату обновите страницу,или перейдите на любую другую

Для изготовления гальванического элемента нам потребуется:
1) Большой сосуд (ведро, можно даже дырявое, или что-то в этом роде, можно даже полиэтиленовые пакеты)
2) Цинковую и медную пластину. Если нет пластин, то можно использовать и просто цинковую и медную проволоку, но пластины обладают большей площадью, и дают больший ток.
3) Земля. Да, можете взять и просто накопать земли.
4) Соляной раствор. Тут уж точных рекомендаций не дам. На ведро воды ну пол-пачки соли достаточно.

Все просто – засыпаем землю, втыкам электроды, поливаем, и на концах электродов вы увидите напряжение, порядка 0,5-1В. Конечно немного, но что вам мешает сделать батарею таких элементов? Для зарядки мобильника вполне хватит. Насыпали, залили и идете заниматься своими делами!

Хорошим вариантом самодельного элемента является воздушно-алюминиевый.
Для этого нужно взять алюминиевую фольгу-катод,салфетку пропитать соленой (или морской водой), пробовал также брать кислый флюс, в качестве анода-горка угольного порошка,я брал тонер от картреджей лазерного принтера. Напряжение составляет 0.5-1.0в при токе 10мА

Чтобы сделать гальванический элемент нам необходимо: два электрода, окислитель, восстановитель и электролит.

Читайте также:
Гидрогенератор своими руками или самодельная гидроэлектростанция

Возьмем три пластинки: медную, железную и магниевую – они будут служить электродами. Чтобы измерить напряжение, нам необходим вольтметр, для этих целей вполне подойдет цифровой (или аналоговый) тестер. А в качестве “стакана” с электролитом мы используем большой и красивый. апельсин. Сок фруктов и овощей содержит растворенные электролиты – соли и органические кислоты. Их концентрация не очень высока, но нас это вполне устраивает.

Для батарейки из картошки подойдут те же самые материалы, но она даёт меньше напряжения по этому рекомендуется внутрь картошки добавить немного соли, эффект будет намного больше.

На фото снизу:
– часы, как испытательный прибор
– соль
– молотый кофе
– провода
– медные пластины
– алюминиевые пластины
– стакан
– пластиковый разделитель из бутылки

Одна из находок представляла собой глиняный сосуд с «пробкой» из асфальта. Сквозь «пробку» проходил железный стержень. Внутри сосуда стержень был опущен в медный цилиндр.

Впервые этот сосуд был описан немецким археологом Вильгельмом Кёнигом в 1938 г. — он посчитал его очень похожим на электрическую батарею, и опубликовал статью на эту тему в 1940 г.

По схожему принципу можно собрать свою батарейку. Берём “сосуд”, который можно сделать из: глины, пластилина, бутылки, банки, стакана, вставляем в неё медную пластину закрученную в цилиндр, в этот цилиндр вставляем никелированный гвоздь. Эти пластина и гвоздь являются электродами, они должны немного выглядывать из банки. Для их закрепления в корпусе “сосуда” можно использовать: клей эпоксидный, пластилин, замазку для окон и т.д.

Теперь надо сделать электролит. Он может быть щелочной или кислотный. Для щёлочи надо сделать концентрированный раствор из: вода + соль или вода + сода. Для кислотного подайдёт разбавленная уксусная, щавелевая кислота в воде или можно использовать сок цитрусовых.

Заливаем электролит внутрь банки и тщательно закупориваем “сосуд”. Всё Багдадская батарейка готова.

Начитавшись в безграничных просторах интернета про самодельные солнечные элементы, я решил провести свои “эксперименты” в этой области. Я расскажу вам о самом простом способе изготовления солнечных батарей своими руками.

Для начала я решил определиться с элементной базой. Для солнечного элемента нам надо P-N переходы. Они есть в диодах и транзисторах. Решено было выбрать кремниевые транзисторы КТ801. Они выпускались в металлическом корпусе и поэтому их можно открыть не портя кристалл. Достаточно надавить пассатижами на крышку и она отломается.

Теперь разберёмся в параметрах. При среднем дневном освещении, каждый наш транзистор выдаёт 0.53В (База – плюс, а Коллектор и Эмиттер – минусы). А дальше идёт один нюанс. Транзисторы 1972 года выпуска имеет большой белый кристалл, и выдают около 1.1мА. Транзисторы с 1973 по 1980гг. выпуска имеют большой кристалл с зелёным покрытием, и выдают около 0.9мА. Транзисторы выпускаемые позже имеют маленькие кристаллы и выдают всего 0.13мА.

Нам понадобится:

– лоток для льда
– монеты из меди/медного сплава
– монеты из никеля/алюминиевой бронзы/цинка
– скрепки
– соль
– вода
– светодиод (для проверки)

Чтобы получить батарею, необходимо соединить монеты в электроды и залить их электролитом. В каждой ячейке лотка необходимо разместить две монеты из разных сплавов, например медную и никелевую. Далее соединяем последовательно все ячейки с помощью скрепки. Прижимая к одной стороне стенки медную монету, а с другой никелевую закрепляем их скрепкой. После этого в каждый лоток необходимо залить электролит: соль+вода. Обратите внимание на концы лотка, так как ячейки идут в два ряда то, с одной стороны нам надо их соединить, а с другой должно остаться без соединения.

Теперь проверяем работоспособность батареи с помощью диода или мультиметра, для этого замыкаем им две не соединённые ячейки.

Особенности:

1. Ячейка должна быть полностью залита электролитом, но контакт должен быть только с монетой, а не скрепкой.
2. Одна из пар ячеек не должна замыкаться между собой.
3. Цинковые монеты используются в качестве положительных электродов, а медные – отрицательные.
4. Монеты должны быть из разных металлов/сплавов (медь и никель), желательно так же отсутствие одинаковых примесей в сплавах.

После расплавления соли раствор заливаем в сосуд, где у нас готовая заготовка для нашего самодельного аккумулятора. После заливки ждем несколько минут и измеряем напряжение на проводах аккумулятора.

Забыл уточнить полярность аккумулятора, медная фольга – плюс питания, алюминиевая соответственно минус. Измерения покажут напряжение порядка 0,5-0,7 вольт. Но первоначальное напряжение ни о чем не говорит. Нужно зарядить наш аккумулятор. Заряжать можно от любого источника постоянного тока с напряжением 2,5-3 вольт, зарядка длится пол часа. После зарядки опять измеряем напряжение, оно возросло до 1,3 вольт и может достигать до 1,45 вольт. Максимальный ток такого самодельного аккумулятора может достигать до 350 миллиампер.

Имея немного свободного времени и желания, легко собрать из подручных материалов переходник-адаптер для питания различных гаджетов от внешнего источника питания. Что понравилось в данной статье, так это простота такого адаптера. Опишу подробнее технологию изготовления. Думаю, она окажется полезной кому-то ещё, тем более, что ничего сложно здесь нет абсолютно.

Читайте также:
Бестопливный Генератор Хендершота (The Hendershot Generator) своими руками

За материалом даже никуда не ходил. Как раз на столе валялась старая карточка МТС. Не зря же сто рублей платил. Померил, в аккурат подходит для изготовления модели одного аккумулятора для фотика.

Раскройка картона:

Даже обрезков осталось совсем немного.

Картон, что и надо – жесткий, толщина где-то 0.25 мм. Сделал разметку и надрезал по швам. Картон не прорезал насквозь, а примерно чуть больше половины толщины, чтобы легче было сгибать и клеить. Для контактов расклепал медную проволоку 1.5 квадратных миллиметра. Получилось примерно так.

Припаял провода и проклеил все швы на два раза клеем ПВА “Момент СТОЛЯР”. Швы тоненькие, поэтому пришлось мазать кончиком зубочистки терпеливо, по капельке… Хотя, если кому не терпится, можно и скотчем склеить.

Подключаем к “вампирчику” и работаем:

Подключил, всё заработало.

Пока обнаружилось только одно неудобство – провод. Толстый, тянется к фотоаппарату и к “вампирчику” Поэтому задумал пристроить к камере такой же аккумулятор, как в “вампирчике”, только с защитой. Кстати, аккумуляторы с защитой здесь ставить не обязательно, т.к. фотоаппарат уже имеет встроенный измеритель уровня заряда и при разряде аккумулятора он просто не включится.

И не забывайте соблюдать полярность.

Дорогой посетитель. Если Вам нравятся страничка, поделитесь ею с друзьями

Как сделать аккумулятор

Всегда можно получить постоянное напряжение для питания небольших электронных устройств, если знать, как сделать аккумулятор своими руками. Аккумуляторы отличаются от батареек обратимостью своих химических реакций. Это значит, что они не только вырабатывают электрический ток и со временем разряжаются, а также обладают способностью восстанавливаться. Для этого нужно выполнить заряд, пропуская через аккумулятор ток от внешнего источника.

Как сделать аккумулятор своими руками

Химический источник тока (двухполюсник), способный после разряда восстанавливаться, можно выполнить своими руками. Любой химический источник тока, имеющий периодический режим работы (разряд – заряд), состоит из следующих основных элементов:

  • электроды: анод и катод;
  • электролит;
  • разделительные пластины (сепараторы);
  • корпус;
  • контактные клеммы (выводы).

В качестве анода и катода используются различные пары химических элементов. Анод имеет отрицательный заряд – восстановитель, катод положительный заряд – окислитель.

Оба электрода погружены в электролит. Это водные растворы солей и кислот, проводящие электричество. Когда происходит разряд аккумулятора (двухполюсника) на нагрузку, анод окисляется и вырабатывает электроны, которые через электролит движутся к катоду. На катоде происходит процесс восстановления окислителя.

Важно! При работе на нагрузку ток через двухполюсник течёт от минуса к плюсу, при зарядке от постороннего источника тока (ИТ) – от плюса к минусу.

Для создания одной банки простейшего аккумулятора из меди и цинка понадобятся следующие детали:

  • медная проволока длиной 100 мм;
  • оцинкованная пластина размерами 25 * 50 мм;
  • прокладка – вырезанная из москитной полиэтиленовой сетки полоска;
  • электролит – соляной раствор;
  • корпус из непрозрачного материала – герметичный стаканчик из-под кофе с крышкой.

Необходимо, чтобы ёмкость для аккумулятора была непрозрачной.

Сборка элемента производится в следующей последовательности:

  • медная проволока скручивается спиралью, для увеличения площади рабочей поверхности к верхнему концу припаивается отвод;
  • оцинкованная пластина также скручивается по окружности, к верхней части пластины припаивается отвод;
  • в крышке баночки делается два отверстия для выводов: в центре – для медной проволоки и ближе к краю – для вывода цинкового электрода;
  • медную спираль располагают по центру, вокруг неё размещают цинковую трубку, между ними вставляют изолирующую прокладку;
  • заливают электролит: солёную воду (1л воды на 5 ст. л. соли) или уксус 15%;
  • неплотно прикрывают крышку, предварительно продев в неё выводы.

К полученной банке подключают источник тока для зарядки самодельного аккумулятора. При этом нельзя плотно закрывать крышку. Или для выхода газов при заряде в ней проделывается множество мелких отверстий (кроме отверстий для выводов). У самодельного элемента плюс – на медном электроде, минус – на цинковом.

Внимание! Чем меньше расстояние между элементами меди и цинка, и чем больше площадь поверхности электродов, тем большее напряжение выдаст подобная аккумуляторная ячейка.

В идеале такой элемент вырабатывает 0,7 вольта. Недостаток такой АКБ заключается в высоком внутреннем сопротивлении и быстром саморазряде.

Как сделать мощный аккумулятор своими руками

Для того чтобы самодельный аккумулятор выдавал на выходе более 3,6 В постоянного тока, нужно собирать самодельные банки в последовательно соединённую батарею. Можно единичные элементы помещать в общий корпус.

Качественные системы зарядки Li-ion 18650

Литий-ионные источники электричества этого типа широко эксплуатируются с различными устройствами. Для их продолжительной работы необходима постоянная подзарядка. При заряде напряжение на элементе достигает значения 4,2 В, после чего снижается до 2-3 В. При глубоких разрядах (ниже 3 В) срок службы Li-ion 18650 значительно сокращается.

Читайте также:
Солнечный коллектор (фото, расчет, пошагово)

Важно! На долговечность влияет количество циклов «заряд-разряд». Это оптимальное число циклов, при которых ёмкость батареи при первом заряде (номинальная), отличается от текущей ёмкости после заряда не более, чем на 20%. Нормальным считается показатель – 350-500 циклов «заряд-разряд».

Существуют специальные зарядные устройства для подобных аккумуляторов, но их можно сделать самостоятельно, используя схему.

Регулировка тока осуществляется подбором резистора R4 на первоначальное значение тока зарядки. Он зависит от емкости аккумулятора. Например, если ёмкость батареи 3000 мА/ч, то ток зарядки равен 2-3 А.

Заводские системы контроля заряда самостоятельно делают регулировку этого параметра в рамках всего времени заряда.

Самодельная батарейка из подручных средств

Как можно сделать аккумуляторы, используя электролит и электроды, рассмотрено выше. Теперь о том, как быстро собрать источник тока однократного действия. Батарейка – это гальванический источник электричества, который не имеет способности восстанавливаться.

Способ первый: батарейка из лимона

Мякоть лимона содержит лимонную кислоту, она послужит электролитом. В качестве электрода выступают оцинкованный гвоздик и отрезок медной проволоки. Они втыкаются в лимон на расстоянии 50-100 мм друг от друга. Реакция окисления запускает движение электрического тока.

Способ второй: банка с электролитом

Литровую стеклянную банку используют в качестве ёмкости. В качестве электродов берутся цинковая и медная пластины. К пластинам прикрепляются провода, сами они опускаются в банку с электролитом. Им служит 20% раствор серной кислоты. Также можно использовать хлористый аммоний (нашатырь). На 100 мл воды берут 50 г. порошка. Уровень электролита не достигает края банки на 15-20 мм.

Осторожно! Работа с серной кислотой при приготовлении электролита подразумевает добавление воды в кислоту, а не наоборот. При приготовлении раствора необходимо использовать стеклянную посуду и стеклянную или деревянную палочку для перемешивания.

Способ третий: медные монеты

Принцип использования медного катода и алюминиевого анода рассмотрен в этом способе. Процесс изготовления источника тока следующий:

  • по форме медных монет одного размера (медный пятак) вырезают кружочки из алюминиевой фольги и плотного картона (обложка старой книги);
  • монеты очищаются путём погружения в уксус, им же пропитываются и кружочки картона;
  • картон вставляется между монетой и кружком фольги, которые служат катодом и анодом.

Собранная таким образом батарея будет работать до тех пор, пока не высохнет электролит, пропитавший картонные кружки.

Способ четвертый: батарейка в пивной банке

Сам корпус пивной банки (алюминиевый) служит анодом (минус), в качестве катода используют графит. При изготовлении выполняются следующие шаги:

  • удаляется верхняя часть банки;
  • пенопластовый кружок диаметром, равным внутреннему диаметру банки, и толщиной не менее 10 мм укладывается на дно банки;
  • в его центр вставляется графитовый стержень подходящего диаметра;
  • свободное пространство между ним и стенками банки заполняется угольной крошкой;
  • соляным раствором (5 ст. л. соли на 0,5 л воды) заполняется полученный элемент;
  • верхняя часть устройства заливается расплавленным парафином или стеарином (от свечи);
  • к стержню и корпусу банки с помощью зажимов «крокодил» присоединяются провода.

Способ пятый: батарейка из картошки

Это вариант использования химической реакции окисления между медными и оцинкованными полосками, в качестве электролита используется мякоть картофеля.

Внимание! Полученные напряжения таких источников настолько малы, что подобные конструкции могут служить лишь в качестве опытов для изучения происхождения электричества.

Способ шестой: графитовый стержень

Графитовый сердечник обматывается пористой фибровой салфеткой. Поверх него наматывается по спирали алюминиевая проволока. Вся конструкция опускается в подходящий по размеру стакан, заполненный «Белизной». Водный раствор хлорки служит электролитом.

Несмотря на всё разнообразие способов и видов самодельных источников тока, все они работают, благодаря электролитическим процессам и химическим реакциям окисления. Правильно подобранные пары элементов для анода и катода, а также использование подходящего электролитического раствора дают реальные результаты. Можно сделать аккумулятор своими руками для питания гаджетов и малогабаритных устройств.

Видео

Батарейка своими руками: из лимона, монет, картофеля, банки

Возможно, для кого-то это будет открытием, таким же по значимости, как открытие Америки Колумбом, что вокруг нас везде есть электричество. Оно буквально пронзает всю нашу жизнь. Но даже знание этого порой не мешает нашим глазам округляться, когда мы узнаём, что напряжение можно получить из самых обыденных вещей и даже из продуктов питания. Используя то, что имеется на кухне или в гараже, вполне реально соорудить простую батарейку в домашних условиях.

Лимонная батарейка

Даже из этого фрукта можно получить электроэнергию. Для этого нужно подготовить следующие вещи:

  • один лимон;
  • кусок чего-нибудь стального;
  • нечто из меди;
  • и два отрезка провода для изоляции.

Сперва нам будет нужно провести зачистку наших предметов из стали и меди. В этом поможет обычная наждачная бумага.

Справка. Предметом из стали могут быть самые обыкновенные гвозди. Их полно в любом гараже. А для «нечто из меди», можно использовать монетки достоинством в десять и пятьдесят копеек.

Теперь втыкаем в лимон гвоздь и монетку. Между ними нужно сделать зазор примерно в три сантиметра. Это будут наши электроды, остаётся присоединить к ним провода. Можно просто вплотную рядом воткнуть. Монетка — это наш положительный контакт, а гвоздь, стало быть — отрицательный.

Справка. Лимон с успехом заменяется обычным яблоком. Главное — выбрать самое кислое, которое не жалко на опыты пустить. А кислота полезна для протекания реакции.

Лимонная или яблочная батарейка (если брать лишь один плод), выдаст около 0,5 или 0,7 вольт. Это очень мало — даже самый простой мобильник не зарядишь. Нужно как-то довести напряжение до трёх или даже пяти вольт. Но как? Да очень просто — соединить в единую цепь больше плодов.

Справка. Чтобы увеличить заряд нашей цепи, её можно и зарядить. В цепь достаточно включить батарейку крона или даже зарядное устройство от мобильного телефона.

Заставить лимоны или яблоки вырабатывать электричество становится возможным, так как медный элемент взаимодействует со стальным. Кислота, которая содержится внутри плодов, запускает эту реакцию. Пока внутри имеется хоть капля кислоты или пока целы контакты — батарейка будет продолжать свою работу.

Читайте также:
Бестопливный генератор Мотор Дяди Васи своими руками

Электричество в банке

Даже из обычной банки можно соорудить нечто похожее на ту самую, первую в мире батарейку. Для этого будет нужно:

  • простая банка из стекла (можно использовать стакан);
  • цинковая или алюминиевая пластинка;
  • полоска меди;
  • несколько проводов;
  • нашатырный спирт, он же хлористый аммоний;
  • водопроводная вода.

В качестве анода в нашей батарейке будет пластина алюминия, а роль катода отведена медной пластине. Их размер нужно подобрать так, чтобы по своей площади они равнялись ладони человека. Это позволит сделать наш аккумулятор более эффективным. Припаиваем к пластинкам провода. Теперь наша задача — установить пластины в банке, чтобы они не соприкасались друг с другом. И по высоте эти пластинки должны быть больше самой банки.

Настало время электролита. Делается он просто. Смешиваем нашатырь с водой. На каждые 0,1 литра воды нужно засыпать 50 грамм порошка. Тщательно всё смешиваем и заливаем в банку. Вместо нашатыря можно использовать и серную кислоту. Для этого её нужно будет довести до двадцатипроцентного состояния.

Важно! Если делать электролит на основе серной кислоты, то при её разведении нужно наливать кислоту в воду, но никак не наоборот. А то вода может просто-напросто закипеть, а в результате бурной реакции всё разбрызгается. Кроме того, не забывайте, что работая с кислотой нужно надевать средства защиты.

Заполняем банку полученным раствором. Если объединить несколько банок в единую цепь, то получится очень неплохой аккумулятор, энергии которого вполне хватит на зарядку достаточно мощного устройства. Данный элемент питания аналогичен солевым батарейкам.

Монетная батарейка своими руками

Даже монеты, которые лежат в вашем кошельке или копилке, способны вырабатывать электрический ток. Из монеток можно соорудить самый простой гальванический элемент, который в науке получил название Вольтов столб. Нам нужно подготовить:

  • несколько монет из меди (такими являются монетки по пятьдесят и десять копеек);
  • пищевую фольгу;
  • несколько листов бумаги;
  • столовый уксус или крутой раствор воды с солью.

Теперь соберём наш энергетический столб:

  1. Берём бумажный кругляк, мочим его в уксусе и крепим к монетке.
  2. На бумаге располагаем фольгу.
  3. Теперь вновь монету.
  4. Пока не закончим складывать монетки, повторяем всё последовательно.
  5. В итоге на одном конце сооружения будет лежать монетка. Это положительный полюс, на другом конце будет фольга. Это отрицательный полюс.

Чем большее количество монет получится собрать, тем больше получится напряжение. Повторно монеты использовать не выйдет. Они после эксперимента будут уже ржавыми.

Электричество в пивной банке

Выпив баночное пиво, не торопитесь выбрасывать пустую банку. Из неё получится неплохая батарейка. Для этого нужно будет:

  • банка из-под пива (они делаются из пищевого алюминия);
  • уголь для костра или угольная пыль;
  • свеча из парафина;
  • стержень от графитового карандаша;
  • вода и соль;
  • кусок пенопласта — пенопласт должен быть больше сантиметра в толщину.

Срезаем верхнюю часть банки. Вырезаем из пенопласта круг, чтобы он по своему диаметру соответствовал банке. Проделываем в пенопласте отверстие, но не сквозное. В отверстие будем устанавливать стержень из графита. Укладываем на дно банки пенопласт и вставляем стержень. Графитовый стержень должен находиться точно по центру банки. Вокруг стержня засыпаем всё угольной пылью.

Важно! Следите, чтобы стержень не касался стенок банки.

Теперь делаем раствор соли и воды. Для этого набираем пол-литра воды и засыпаем в неё три столовые ложки соли. Хорошенько всё перемешиваем, чтобы вся соль полностью растворилась. Она будет растворяться быстрей и лучше, если вода будет подогретой. Выливаем наш электролит в банку и закупориваем всё парафином. Графитовый стержень при этом должен возвышаться над уровнем банки.

Подсоединяем один провод к стержню — это положительный контакт. А второй провод на стенку банки — это отрицательный контакт. Если сделать цепь из двух банок, можно получить напряжение в три вольта. Такой батарейкой можно запитать лампочку.

Читайте также:
Параметрический домкрат

Картофельная батарейка

Если дома имеется картофель, то это вполне энергетическая вещь. Правда, одноразового пользования. Картофельной батарейкой можно воспользоваться только один раз. Например, в походе.

Для получения батарейки подготовим следующие элементы:

  • понадобится картошка большого размера;
  • провода из меди в изоляции;
  • зубная паста;
  • древесная щепа или зубочистки;
  • столовая соль.

Разрезаем картошку на две части. Желательно делать это вдоль, чтобы получить большую площадь среза. В одной половинке вырезаем сердцевину, чтобы получить ямку. В эту ямку закладываем смесь зубной пасты и соли. Состав должен заполнить собой всё углубление. Эта смесь будет являться электролитом.

В другом куске картофеля проделываем две дырочки. Расстояние между отверстиями должно быть таким, чтобы и одно и другое расположились над смесью электролита, когда обе половинки будут соединены. Эти отверстия нужны для проводов. Концы проводов нужно освободить от изоляции на длину в два сантиметра. Теперь обе части картошки соединяем и, чтобы они не развались, фиксируем зубочистками.

Ждём пять минут, чтобы началась реакция. Теперь замыкаем провода и видим на конце искру. Вот так батарейкой из картошки можно спокойно разжигать огонь на привале в походе.

Заключение

Естественно, все рассмотренные варианты батареек хоть и работают, но в полной мере не могут заменить собой ни батарейку, ни аккумулятор. Но кто мешает делать такие эксперименты, чтобы лучше понимать устройство этих физических элементов и химических процессов?

ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ: САМОДЕЛЬНАЯ БАТАРЕЯ

Каждому из нас знакомы химические источники тока различных типов и форм. Но как это часто случается, мы редко задумываемся о том, как устроен этот совершенно привычный и обыденный предмет. А между тем, появление первых химических источников тока, положило начало превращению электричества из лабораторной диковинки в нашего повседневного помощника.

В 1790 г. итальянский физиолог Луиджи Гальвани заметил, что лапка препарированной лягушки дергается, если к ней одновременно прикоснуться двумя инструментами из разных металлов. В то время уже было известно, что мышцы могут сокращаться под действием электрического тока, так, что Гальвани правильно приписал это явление действию электрического тока. Правда, он считал, что электрический ток появляется благодаря каким-то физиологическим процессам в лапке лягушки.

Правильное объяснение этому явлению смог дать другой итальянский ученый Алессандро Вольта. Он установил, что это явление связано с наличием двух разнородных металлов, соприкасающихся с электролитом, в роли которого выступала кровь лягушки, а сама лапка играла лишь роль чувствительного индикатора электрического тока [1]. Опираясь на свои исследования Вольта в 1799г. создал первый химический источник тока. В этом устройстве Вольта использовал медный и цинковый электроды, погруженные в раствор серной кислоты.

Цинк бурно реагирует с кислотами. В раствор переходят не атомы цинка, а положительные ионы, так что в электроде остается избыток электронов, следовательно, цинковая пластина заряжается отрицательно. Вообще, большинство металлов при погружении в электролит заряжается отрицательно, на поверхности медной пластинки протекает подобный процесс. Но избыток отрицательных зарядов на медном электроде гораздо меньше, а значит, относительно цинкового электрода его потенциал получается более высоким. Если соединить внешним проводником медную и цинковую пластины, то электроны начнут перемещаться с цинковой пластины на медную, т.е. в цепи потечет электрический ток [2].

Электрическое напряжение, возникающее между электродами, зависит от того, из каких металлов изготовлены электроды и от их взаимодействия с электролитом. Напряжение, даваемое элементом, никак не зависит от площади пластин.

Часто напряжения, даваемого одним гальваническим элементом, недостаточно. Тогда их можно соединять последовательно в батареи.

Вообще изготовить химический источник тока совсем нетрудно: надо поместить в электролит две пластинки из разных металлов [3]. Такие гальванические элементы возникают самопроизвольно. Например, намочил дождь крышу, покрытую оцинкованным железом, на железе наверняка имеются царапины, так, что и железо, и цинк вступили в контакт с водой, которая играет роль электролита. Цинк в такой паре начнёт активно разрушаться, а вот железо не пострадает, пока не разрушится весь цинк. Именно для этого и покрывают железо слоем цинка.

По той же самой причине скручивать вместе медные и алюминиевые провода, это, мягко говоря, не самая лучшая идея. В месте контакта начнется гальваническая коррозия, которая приведет к росту электрического сопротивления контакта, что в свою очередь приведет к большему выделению тепла и еще более быстрой коррозии. Все вместе это может стать причиной разрушения соединения и даже пожара.

Нагляднее всего можно пронаблюдать гальваническую коррозию на примере контактов железа с цинком и медью в растворе соли. Железные скрепки были надеты на цинковую и медную пластины и погружены в раствор соли.

Через сутки скрепка, соединенная с медной пластиной, покрылась ржавчиной. В то время, как скрепка, бывшая в контакте с цинком, совершенно не пострадала.

Читайте также:
Солнечный коллектор (фото, расчет, пошагово)

Ученые составили электрохимический ряд напряжений металлов. Чем дальше друг от друга отстоят металлы в этом ряду, тем более высокое напряжение дает гальванический элемент, составленный из этих металлов. Так пара золото – литий теоретически может дать электродвижущую силу (ЭДС) 4,72 В. Но такая пара в водной среде работать не сможет – литий это щелочной металл, легко реагирующий с водой, а золото стоит слишком дорого для подобного применения.

На практике элемент Вольта обладает рядом серьёзных недостатков.

  1. Во-первых, электролитом ему служит весьма едкая жидкость – раствор серной кислоты. Жидкий электролит всегда представляет собой неудобство или даже опасность. Он может расплескаться, разлиться при повреждении корпуса.
  2. Во-вторых, на медном электроде такого элемента будет выделяться водород. Это явление называется поляризацией. По многим свойствам водород весьма близок к металлам, так что его пузырьки создадут дополнительную ЭДС поляризации, стремящейся вызвать ток противоположного направления [2]. Кроме того, пузырьки газа не пропускают электрический ток, что тоже ведет к ослаблению тока. Поэтому приходится периодически встряхивать сосуд, удаляя пузырьки механически, или вводя в состав электролита специальные деполяризаторы.
  3. В третьих, в процессе работы гальванического элемента Вольта, цинковый электрод постепенно растворяется. Теоретически, когда гальванический элемент не используют, разрушение цинкового электрода должно прекратиться, но поскольку почти всегда в составе цинка есть примеси других металлов, они при соприкосновении с электролитом играют роль второго электрода, образуя короткозамкнутый элемент, что ведет к гальванической коррозии цинкового электрода [2]. Для того, чтобы устранить этот недостаток, приходится использовать сверхчистый цинк или конструктивно предусматривать возможность извлечения цинкового электрода из электролита. Так что когда батарея не используется, электролит из нее следует сливать.

Но для демонстрационных целей всеми этими недостатками можно пренебречь, если заменить серную кислоту более безопасным электролитом.

Изготовление батарейки

При изготовлении демонстрационной батареи гальванических элементов будем использовать стандартную пару – медь и цинк. Медную фольгу можно найти в некоторых трансформаторах. В крайнем случае, можно сделать медный электрод из свернутой в спираль голой медной проволоки [4]. Цинк можно добыть из разрядившихся солевых элементов питания, как правило, в них остается достаточно много металлического цинка даже, когда элемент непригоден к дальнейшему использованию. Вместо раствора кислоты, возьмем 10% раствор поваренной соли. В качестве емкости для электролита взяты пластиковые емкости от витаминов объемом примерно 50-100 мл.

В качестве контактов использованы винты, которые одновременно закрепляю электроды на крышке. При этом крайне желательно крепить медные электроды латунным винтом. Цинковую пластину можно без проблем крепить стальным винтом. Для герметизации под гайку подложена подходящая по размеру резиновая сантехническая прокладка.

Батарея из трех гальванических элементов позволяет питать светодиод.

Напряжение на одном элементе батареи составляет около 1 В.

Ток, отдаваемый в нагрузку, составляет около 0,23 мА

Такого тока достаточно для свечения светодиода. Однако на фотографии это свечение можно заметить, только если снимать при большой светочувствительности.

Такую батарею можно использовать в школе, например для выполнения лабораторной работы, по определению внутреннего сопротивления источника тока [5].

Литература

  1. Карцев В., Приключения знаменитых уравнений – М.: Просвещение, 2007 г.
  2. Элементарный учебник физики: учеб.пособие. в 3 т. под ред. Г.С.Ландсберга: т.2 Электричество и магнетизм – М.: Физматлит, 2006 г.
  3. Зверев И., Элемент? Элементарно!, «Юный техник» №6 2007 г.
  4. Юрьев П., ХИТ-парад, но отнюдь не музыкальный, «Юный техник» №2 1994 г.
  5. Лекомцев Д., Вокруг обычной батарейки, «Читаем, учимся, играем» №5 2014 г.

Автор материала Denev.

Форум по обсуждению материала ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ: САМОДЕЛЬНАЯ БАТАРЕЯ

Что такое OLED, MiniLED и MicroLED телевизоры – краткий обзор и сравнение технологий.

Про использование технологии беспроводного питания различных устройств.

Приводятся основные сведения о планарных предохранителях, включая их технические характеристики и применение.

Как легко сделать батарейку

Батарейка является химическим источником электрического напряжения. Все имеющиеся в продаже элементы питания имеют похожие принципы действия. Положительный вывод изделия изготавливается из марганца или лития, отрицательный — из цинка или алюминия. Собрать батарейку своими руками можно из простых материалов.

Самодельная батарейка из подручных средств

Изготовить элемент питания можно из материалов, свойства которых похожи на характеристики используемых в промышленных условиях веществ.

Из лимона

В роли электролита выступает кислота, содержащаяся в соке фрукта. Электроды делают из тонкой проволоки, гвоздей или игл. Железный элемент является анодом, медный — катодом. Лимон разрезают пополам и помещают в небольшую емкость (банку или стакан). Провода соединяют с электродами, зачищенные концы вводят в мякоть фрукта на расстоянии 1 см друг от друга.

С помощью мультиметра измеряют напряжение, подаваемое самодельным гальваническим элементом. Если оно недостаточно высокое, несколько лимонных батарей соединяют последовательно.

Банка с электролитом

Используя этот метод, можно собрать устройство, напоминающее первый в мире аккумулятор. Электроды изготавливают из меди и алюминия. Элементы должны иметь большую площадь. Алюминиевый электрод соединяют с проводом с помощью зажима или болта, медный — припаивают. Детали погружают в банку на небольшом расстоянии друг от друга. Для фиксации применяют крышку с отверстиями. В качестве электролита используют такие составы:

Читайте также:
Дачнику-фермеру - Насос для воды без электричества и бензина

  1. Нашатырь. Вещество смешивается с водой в соотношении 1:2. Использовать нашатырный спирт в качестве электролита нельзя. Подходящее вещество (хлористый аммоний) имеет вид белого порошка без запаха. Его используют в качестве удобрения или флюса для пайки.
  2. Раствор серной кислоты. Вещество смешивают с водой в соотношении 1:5. Нельзя наливать кислоту первой. В таком случае добавляемая вода закипает, брызги попадают на кожу и одежду человека.

Раствор наливают в стеклянную емкость так, чтобы расстояние до краев банки составляло не менее 2 мм. С помощью мультиметра замеряют сопротивление и вычисляют нужное количество батарей. Принцип действия самодельного элемента сходен с таковым у солевого источника питания.

Медные монеты

Электроды изготавливают из алюминия и меди, в качестве электролита используют уксусную кислоту 9%. Монеты очищают от загрязнений, выдерживая в уксусе. Из картона и фольги вырезают кружки. Картонные изделия вымачивают в растворе уксусной кислоты, они должны впитать электролит. Из кружков и монет выкладывают столбик.

Первой кладется картонная деталь, второй — из фольги, третьей — монета. К крайним элементам заранее подсоединяют провода. Вместо пайки кабели можно прижать к металлическим деталям и заклеить скотчем. При эксплуатации батарейки монета становится непригодной. Не стоит изготавливать источники питания из ценных изделий.

Батарейка в пивной банке

Отрицательным выводом является корпус алюминиевой емкости, положительным — графитовый стержень. Также потребуются угольная пыль, пенопласт, вода, парафиновые свечи и соль. Верх банки снимают, из пенопласта вырезают кружок, который вставляют в емкость. Заранее проделывают отверстие для стержня. Последний устанавливают в центральной части банки. Оставшееся пространство заполняют угольной пылью. Материал пропитывают водным раствором соли (3 ст. л. продукта на 0,5 л воды). Края банки заливают парафином.

Картошка, соль и зубная паста

Батарейка из картошки предназначена для разового использования. Ее применяют для получения искры путем замыкания проводов. Для изготовления элемента потребуется крупная картофелина, изолированные медные кабели, соль, деревянные палочки и зубная паста. Сборку выполняют так:

  1. Картофель разрезают на 2 равные части. В одной половине формируют выемку, куда добавляют соль и пасту.
  2. Ингредиенты перемешивают до однородной консистенции. Электролит должен заполнить углубление.
  3. В другой половине картофелины проделывают 2 отверстия на расстоянии 1-2 см. Они должны совпасть с заполненным углублением.
  4. В отверстия вводят зачищенные концы проводов, половинки совмещают. Провода должны погрузиться в состав.
  5. Части картофеля закрепляют зубочистками. Через несколько минут кабели замыкают, высекая искру для разведения огня.

Пошаговая инструкция по изготовлению батарейки

Элементы питания цилиндрической формы высотой 50 мм легко изготавливаются в домашних условиях.

Необходимые материалы и инструменты

Перед началом опыта подготавливают такие материалы и инструменты:

  • гофрированный картон;
  • плоские шайбы из меди диаметром 1 см — 12 шт.;
  • плоские шайбы из цинка диаметром 1 см — 15 шт.;
  • очищенная вода;
  • термоусадочная трубка;
  • уксусная кислота 70%;
  • поваренная соль;
  • паяльник;
  • емкости для приготовления растворов;
  • мультиметр;
  • наждачная бумага.

Зачистка шайб

В основе самодельного элемента питания лежит 11 медно-цинковых шайб, выдающих напряжение в 0,15 В. Детали должны участвовать в химических реакциях, поэтому их очищают наждачной бумагой. В результате получают ровную блестящую поверхность.

Подготовка электролита

Металлы создают электрический ток, однако для его проведения нужна среда. Электролит изготавливают из 120 мл воды, 4 ст. л. соли и 30 мл уксусной кислоты. Ингредиенты перемешивают и настаивают в течение часа.

Работа с картоном

Для формирования нужного расстояния между шайбами выкладывают кружки, вырезанные из гофрокартона. После нарезания материал пропитывают подготовленным на прошлом этапе раствором.

Растягивание трубки

Перед размещением медно-цинковых шайб трубке придают нужный диаметр. С помощью иглогубцев изделие растягивают на 10% от изначального размера.

Тестирование устройства

На медную шайбу накладывают пропитанный электролитом картон. Мультиметр переводят в режим постоянного напряжения. Черный провод подсоединяют к медной детали, красный — к цинковой. На экране прибора должно появиться значение 0,05-0,15 В. Этого достаточно для создании элемента питания из 11 токопроводящих компонентов.

Итоговая сборка батарейки

Элементы укладывают с соблюдением последовательности: медь — цинк — кусок картона. Каждую деталь выставляют перпендикулярно оси трубки. Для удобства шайбы вдавливают тонким стержнем. Установив последнюю деталь, самодельную батарейку сравнивают с заводской. При необходимости вводят дополнительную шайбу из цинка. Трубку прогревают, создавая подобие батарейки. Излишки удаляют.

Монтаж контактов

Прогретым паяльником приваривают к концам полученной конструкции точки из припоя. При установке в гнездо напаянные детали должны касаться контактов держателя батареи.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: