Электрификация

Справочник домашнего мастера

Электричество из лимонов

Батарейка из лимона и способ ее изготовления

Многим школьникам на уроках химии, физики или трудов посчастливилось сделать батарейку из лимона. Звучит это странно, ведь все привыкли видеть элементы питания стандартного типа. Но источник энергии из фрукта это что-то необычное!

Как сделать батарейку из лимона?

В действительности соорудить подобную установку можно из любого фрукта. Вся разница будет лишь в напряжение. У лимона есть преимущество, в нем имеется лимонная кислота. Она способна генерировать больший электрический ток.

Вот что потребуется для создания лимонной батарейки:

  1. Лимон – 1-2 штуки.
  2. Медная проволока в количестве 1 штуки. Для масштабного эксперимента можно взять по больше. Если нет, можно использовать монетку.
  3. Цинковая пластина. В ее роли может выступать обычный металлический болт, шуруп или проволока.
  4. Мультиметр или тестер для определения напряжения.
  5. Светодиод. Он позволит зафиксировать наглядно что ток имеется.

Как видите в основе изготовления этой батареи лежат всего три вещи.

Шаг №1.

Возьмите лимон и немного его помните. Так же при желании можете помыть и протереть. Хотя это не так важно.

Шаг №2.

Поместите на небольшую глубину до 2 см медный проводник и недалеко от него металлический.

Шаг №3.

Подсоедините к торчащим прутикам провода.

Шаг №4.

Протестируйте мультиметром сколько данная установка выдает вольт.

В итоге 0,91 вольт!

Шаг №5.

Соберите вторую лимонную батарейку и соедините их последовательно. Либо воткните еще медный и металлический провод. Затем наискосок соедините их между собой.

Дело в том, что светодиод не будет гореть от одной батарейки, поэтому потребуется вторая.

Таким образом батарейка из лимона стабильно может выдавать электрический ток.

Объяснение: Работа подобного элемента питания основана на взаимодействии двух проводников разноименных металлов. После того как их помещают в лимон их окружает среда из лимонной кислоты. Это вещество служит электролитом. То есть начинает течь химическая реакция и ионы перемещаются, выдавая энергию.

В место монеты лучше всего использовать проволоку медную.

Лимонная батарейка!

Название видео

Представляешь, как изменилась бы наша жизнь, не будь в ней батареек? Если бы не было этого удобного способа хранения электричества, мы бы не пользовались всеми нашими электронными девайсами вроде мобильного телефона, планшета, ноутбука. Не было бы и многих других привычных вещей – от радиоуправляемых машинок с фонариками до слуховых аппаратов. Им всем тоже нужна розетка, чтобы работать.

В 1800 году Алессандро Вольта изобрел первую батарею. С тех пор ученые трудились не покладая рук, чтобы ее постоянно совершенствовать. Сложи вместе все эти годы научной работы и все то разочарование, которое постигает тебя, когда батарейка садится. А теперь представь – ты можете ее сделать дома, из подручных средств! Попробуй, и это наверняка «зарядит» твое воображение!

Немного информации

Батареи – это контейнеры, которые хранят химическую энергию, которая может быть преобразована в электрическую, другими словами – в электричество. К образованию энергии приводит электрохимическая реакция. Реакция обычно происходит между двумя кусками металла, называемыми электродами, и жидкостью или пастой, называемой электролитом. Чтобы батарея работала хорошо, электроды должны быть сделаны из двух разных металлов. Это гарантирует то, что один электрод будет вступать в реакцию с электролитом отличную от той,которая произойдет между другим элеткродом и электролитом. Это различие и есть источник энергии. Соедини два электрода с материалом, который хорошо проводит электроэнергию (так называемый проводник) и запусти химическую реакцию! Батарея генерирует электричество! Делая соединения, помни: электричество выбирает пути наименьшего сопротивления. И если есть несколько путей от одного электрода к другому, электричество выберет самый простой из них.

Теперь, когда ты знаешь основные принципы работы батареек, давай посмотрим, что есть в нашем доме. Алюминиевая фольга – прекрасный проводник, электричество легко проходит через нее. Кстати, наше тело – тоже отличный проводник, но не такой хороший, как алюминиевая фольга. Электродами послужат медные монетки, спрятанные в свинку-копилку. Что же до электролитов – их полно на нашей кухне, и один из них – лимонный сок.

Да-да, сделать батарею своими руками гораздо проще, чем ты мог подумать!

Название изображения

Материалы

  • Две медные монетки
  • Вода
  • Несколько капель средства для мытья посуды
  • Бумажные полотенца
  • Алюминиевая фольга (девять отрезков по 60 сантиметров)
  • Ножницы
  • Линейка
  • Лимон (желательно с кожицей)
  • Тарелка
  • Нож (и помощь взрослого человека при его использовании)
  • Две скрепки с пластиковым покрытием

Подготовка

  • Вымой монетки в мыльной воде, затем обсуши их бумажным полотенцем; это удалит грязь, которая могла к ним прилипнуть.
  • Аккуратно вырежи три прямоугольника из алюминиевой фольги размером 3 х 20 см.
  • Сложи каждую полосу три раза, чтобы получить три крепкие алюминиевые полоски толщиной 1 см и длиной 20 см.
  • Примечание: В этом упражнении мы будем делать батареи очень низкого напряжения. Количество электроэнергии, вырабатываемой этой самодельной батареей, является безопасным, и ты сможешь протестировать ее, почувствовав слабый ток при нажатии пальцем. Более высокое напряжение электроэнергии может быть очень опасным и даже смертельным; ты не должен экспериментировать с батареями из магазина или розетками!

Процесс

  • Положи лимон на бок на тарелке и попроси взрослого сделать небольшой надрез в середине лимона. Сделайте разрез около двух сантиметров в длину и один сантиметр глубиной.
  • Сделайте второй аналогичный разрез на расстоянии около одного сантиметра от первого и параллельно ему.
  • Вдави монетку в первый разрез, пока над кожей лимона не останется только половинка монеты. Часть монетки должна быть в контакте с лимонным соком, потому что именно он служит электролитом. Сама монетка в контакте с лимонным соком служит в качестве первого электрода.

Примечание: Если у твоего лимона очень толстая кожа, тебе, возможно, потребуется помощь взрослого, чтобы аккуратно срезать лишнюю цедру.

Догадываешься, почему так важно, чтобы часть монетки была в контакте с лимонным соком?

  • Помести одну из алюминиевых полосок во второй разрез, убедись, что часть алюминия находится в контакте с лимонным соком.

Угадай, какой частью батареи служит алюминиевая полоса внутри лимона? Как ты думаешь, важно ли, чтобы алюминий был в контакте с лимонным соком?

  • Ты только что сделал батарейку! Она имеет два электрода, изготовленных из различных металлов и электролит, разделяющий их.

Как ты думаешь, будет ли эта батарея вырабатывать электроэнергию, или ей чего-то не хватает?

  • Твой аккумулятор может вырабатывать электроэнергию, но будет делать это только тогда, когда электроды будут соединены с чем-то, что проводит электричество. Для этого прикрепи вторую алюминиевую полосу к части монетки, торчащей из лимона, скрепкой с пластиковым покрытием. Убедись, что алюминий касается монетки и электроэнергия может пройти между медью и алюминием.

Ты использовал алюминиевую полоску, чтобы создать соединение. А пластиковая полоска сработала бы?

Знаешь, почему тебе не нужно создавать подключение ко второму электроду для этой конкретной батарейки?

  • Как только две алюминиевые полоски соприкоснутся друг с другом, в батарее будет вырабатываться электричество, оно будет проходить через полоски, от одного электрода к другому. Ты не можешь видеть электричество, но можешь почувствовать его. Держи две полоски на расстоянии одного сантиметра друг от друга и прикоснись к ним пальцем.

Чувствуешь покалывание от небольшого количества электроэнергии, которая проходит от одной алюминиевой полоски в другую через твое тело?

  • Чтобы получить больше электрического сока (и немного более сильные ощущение покалывания), можешь сделать вторую батарею, идентичную первой. Выбери другое место на этом лимоне или используй второй лимон, чтобы сделать второй аккумулятор. Обрати внимание, что тебе для этого понадобится только одна алюминиевая полоска. Для подключения второй к первой нужно найти алюминиевую полосу на первой батарее, которая служит электродом (ее кончик вставлен в лимон). Используй скрепку с пластиковым покрытием, чтобы прикрепить другой конец этой алюминиевой ленты к монетке второго аккумулятора. Это соединит алюминиевый электрод первого аккумулятора с медным электродом второго аккумулятора.
  • Протестируй набор подключенных батарей так же, как тестировал одну батарею, чтобы концы алюминиевой фольги торчали из твоего приспособления (те, что имеют свободный конец) и были в контакте с твоими пальцами.

Чувствуешь электроэнергию? А в первом случае чувствововал? Есть ли разница в ощущениях?

Внимание: Если что-то не получилось, проверь, касаются ли монетки-электроды и алюминиевые полоски-электроды лимонного сока-электролита. Проверь контакт между фольгой и монеткой, алюминиевые полоски не должны касаться друг друга. Если все правильно, но ты по-прежнему не чувствуешь ток, попроси своего друга или родителей опробовать твою батарею. Может, электричества недостаточно. Тогда нужно смастерить еще одну батарею.

Дополнительно

  • Теперь, когда ты научился определять, есть ли в нашей батарее электричество, попробуй разные конфигурации.

Что произойдет, если алюминиевые полоски будут касаться друг друга? Что будет, если ты заменишь фольгу на пластиковую полоску или на зубочистку?

  • Способ, которым ты воспользовался в этом опыте, ученые называют «последовательным соединением батарей в цепи».

Как ты думаешь, количество батарей в цепи влияет на то, какую силу тока ты чувствуешь?

  • Попробуй использовать другие комбинации металлов.

Что будет, если в качестве электродов будут использоваться две монеты? А что будет, если один из электродов будет медным, а второй никкелевым?

Имей в виду, иногда сила тока может быть настолько слабой, что ты ее не почувствуешь. Соедини две или более батарей такого типа, тогда ты наверняка сможешь проверить, работают ли они.

  • Мы использовали лимон в качестве электролита для батареи.

Как ты думаешь, нам подойдут другие фрукты или овощи? Можно ли сделать батарею из картофеля, яблока или лука? Поэкспериментируй на кухне (с разрешения родителей, конечно). Какой фрукт или овощ подойдет для батареи лучше всего?

  • Если у тебя есть светодиод, можно исследовать, как много лимонных батарей необходимо, чтобы его зажечь.

Наблюдения и результаты

  • Почувствовал ли ты покалывание в подушечках пальцев? Аккумуляторы, которые ты только что сделал своими руками, имеют медный и алюминиевый электроды, разделенные электролитом – лимонным соком. Твой аккумулятор будет генерировать электричество тогда, когда у электричества появится путь от одного электрода к другому. Мы проложили этот путь с помощью алюминиевых полосок, ведь алюминий – отличный проводник.
  • Когда ты потрогал алюминиевую полоску пальцами, ты пропустил немного электричества через свое тело, которое тоже является проводником. При этом ты мог почувствовать небольшое покалывание в подушечках пальцев. У одного человека оно может быть сильнее, у другого – слабее. Пластик и дерево – плохие электрические проводники. Используя их, ты не почувствуешь электричества. Металлы же, напротив, отлично проводят электричество. Использование разных металлов в качестве электродов позволит генерировать разное количество электричества. А вот при использовании одного и того же металла в качестве электродов электричество вырабатываться не будет.
  • В этом опыте ты создал аккумулятор с очень низким напряжением. Никогда не экспериментируй с батарейками из магазина или розетками! Это опасно для жизни!

Батарейка из лимона

Проще простого в домашних условиях сделать батарейку из обычного лимона.

Более того, для решения поставленной задачи имеется целых два варианта!

О том, чтобы заменить электролит лимонным соком говорили еще в 1800 году.

Александр Вольта в своем опыте соединил 2 пластинки из металла:

  • 1-я пластина – цинк;
  • 2-я пластина – медь; прокладкой с лимонным соком и получил элементарный источник электрического тока!

Возможно, батарейка из лимона, созданная Вами в домашних условиях по нашим инструкциям, – первый шаг на пути к карьере первооткрывателя и великого физика.

Итак, дерзайте!

Батарейка из лимона №1

Для опыта необходимы следующие составляющие:

  • Один лимон.
  • Два куска медной проволоки в изоляции – по 10 сантиметров каждый, с толщиной – 0,2-0,5 миллиметра.
  • Небольшая лампочка (чем меньше, тем лучше).
  • Простая канцелярская скрепка.

Как сделать батарейку из лимона в домашних условиях

  1. Зачищаем концы медных проводков – по 2 сантиметра с обеих сторон.
  2. Один из оголенных концов проволоки прикручиваем к скрепке.
  3. Надрезаем лимон на ширину скрепки.
  4. На расстоянии 3 см от надреза в лимоне прокалываем дыру.
  5. В созданный надрез вставляем скрепку.
  6. В созданный прокол всовываем конец второй проволоки.
  7. Замыкаем концы обеих проводов на контактах лампочки.
  8. Наблюдаем слабое свечение лампы, которая запитана от батарейки из лимона.

Напряжение в данном случае минимально и не превышает 1 вольта.

Для получения большей мощности (если лампа не светится), можно соединить несколько лимонов в последовательную цепь, объединив контакты скрепок с проколами для проводов по схеме:

Лампочка – Прокол – Скрепка – Прокол – Скрепка – Прокол – Скрепка – Лампочка

Примечание: это схема для 3-х лимонов, но можно задействовать и больше.

Батарейка из лимона №2

Для опыта необходимы следующие составляющие:

  • Один лимон;
  • Небольшая лампочка (чем меньше, тем лучше);
  • Медная проволока – 2 куска по 10 сантиметров, с толщиной 0,2-0,5 миллиметра;
  • Медная монета;
  • Оцинкованный гвоздь (или кусочек цинковой проволоки).

Как сделать батарейку из лимона в домашних условиях — 2

  1. На малом расстоянии друг от друга в лимоне делаются два отверстия (как в прошлом случае провода предварительно зачищаются).
  2. Вставляем гвоздь в прорез №1.
  3. Вставляем монету в прорез №2.
  4. Замыкаем контакты на лампочке и наблюдаем ту же картину – лампа должна светиться.

Для беспристрастности и объективности эксперимента, данные с контактов батарейки из лимона можно замерить мультиметром, вольтметром и прочими аналогичными приборами, используемыми в электронике.

Как видно, чтобы сделать батарейку из лимона особого труда и навыков не потребуется.

Всё предельно просто!

masterok

Оказавшись на необитаемом острове, современный Робинзон мог бы не отказывать себе в удовольствии пользоваться плеером, смартфоном или карманным фонариком при условии, что он умел бы добывать электричество из кокосов и бананов.
Наверняка многие из курса физики помнят или слышали, что из обыкновенного картофеля, и не только из него, можно добыть немного электричества.

Что для этого необходимо, и возможно ли таким способом зажечь маломощный фонарик, светодиодные часы, питающиеся от круглых батареек 1-2Вольт или заставить работать радиоприемник?
И, да и нет, давайте разбираться подробнее.
Чтобы понять, что напряжение из картошки это не выдумка, а вполне реальная вещь, достаточно воткнуть в одну единственную картофелину острые щупы от мультиметра и вы тут же увидите на экране несколько милливольт.
Если немного усложнить конструкцию, например с одной стороны в клубень вставить медный электрод или бронзовую монетку, а с другой стороны что-нибудь алюминиевое или оцинкованное, то уровень напряжения существенным образом вырастет.
Сок картофеля содержит в себе растворенные соли и кислоты, которые являются по сути естественным электролитом.
Кстати, с одинаковым успехом можно использовать для этого лимоны, апельсины, яблоки. Таким образом, все эти продукты могут питать не только людей, но и электроприборы.
Внутри таких фруктов и овощей, из-за окисления, с погруженного анода (оцинкованный контакт) будут утекать электроны. А притягиваться они будут к другому контакту — медному. При этом не путайте, электричество здесь образуется не прямо из картошки. Оно хорошо вырабатывается именно благодаря химическим процессам между тремя элементами:

  • цинк
  • медь
  • кислота

И именно цинковый контакт здесь служит как расходка. Все электроны утекают с него. При определенных условиях даже земляная почва может дать электричество. Главное условие — ее кислотность.
Земляная батарейка
Повышенная кислотность почвы — проблема для агрономов, но радость для электротехников. Содержание ионов водорода и алюминия в земле позволяет буквально воткнуть в горшок две палки (как обычно, цинковую и медную) и получить электричество. Наш результат — 0,2 В. Для улучшения результата почву стоит полить.
Важно понимать: электричество вырабатывается не из лимона или картошки. Это вовсе не та энергия химических связей в органических молекулах, которая усваивается нашим организмом в результате потребления пищи. Электроэнергия возникает благодаря химическим реакциям с участием цинка, меди и кислоты, и в нашей батарейке именно гвоздь служит расходным материалом.
Сборка батарейки из картошки
Итак, вот что необходимо для сборки более или менее емкостной батарейки:
Картошка, несколько штук, так как от одной толку будет мало.
Медные, желательно одножильные провода, чем больше сечением, тем лучше.
Оцинкованные и медные гвозди или шурупы (можно использовать просто проволоку).
Гвозди как раз таки и будут играть основную роль в выработке электричества для фонарика, оцинкованные — это минусовой контакт (анод), обмедненные — это плюс (катод).
Если применить вместо оцинкованных простые гвозди, то вы потеряете в напряжении до 40-50%. Но как вариант, работать все равно будет.
То же самое относится и к применению алюминиевой проволоки вместо гвоздей. При этом, увеличение расстояния между электродами в одной картофелине особой роли не играет.
Берете медные провода (моно жилу) сечением 1,5-2,5мм2, длиной 10-15см. Зачищаете их от изоляции и приматываете к гвоздику.

Лучше всего конечно припаять, тогда и потери напряжения будут гораздо меньше.
Один медный гвоздь с одной стороны провода, а оцинкованный с другой.
Далее раскладываете картофелины и последовательно втыкаете в них гвозди. При этом в каждый клубень втыкаются разные гвозди, от разных пар проводов. То есть в каждую картошку у вас должен быть воткнут одни цинковый контакт и один медный.
Соединяются разные клубни между собой, только через гвозди из различных материалов — медь+цинк — медь+цинк и т.д.
Замеры напряжения
Допустим у вас три картохи, и вы соединили их между собой вышеописанным образом. Чтобы узнать какое же напряжение получилось, воспользуйтесь мультиметром.
Переключаете его в режим измерения ПОСТОЯННОГО напряжения и подключаете измерительные щупы к проводникам крайних картофелин, т.е. к начальному плюсовому контакту (медь) и конечному минусовому (цинк).
Даже на трех картофелинах среднего размера можно получить почти 1,5 Вольта.
Если же по максимуму уменьшить все переходные сопротивления, а для этого:

  • в качестве медного электрода использовать не гвоздь, а саму же проволоку, которой собирается схема
  • в контактах применить пайку

то всего 4 картошки способны выдать до 12 вольт!
Если ваш дешевый фонарик запитывается от трех пальчиковых батареек, то для успешного его свечения вам понадобится порядка 5 вольт. То есть, картошек при использовании обычных проводов нужно минимум в три раза больше.
Для этого кстати, не обязательно искать дополнительные клубни, достаточно ножом разрезать существующие на несколько частей. После чего проделать с проводками и гвоздиками всю ту же самую процедуру.
В каждый разрезанный клубень последовательно вставить один оцинкованный и один медный гвоздик. В итоге вполне реально получить постоянное напряжение более чем 5,5В.
А можно ли теоретически из одной единственной картошки, получить 5 вольт и при этом добиться того, чтобы вся сборка по размеру была не больше пальчиковой батарейки? Можно и очень легко.
Отрезаете маленькие кусочки сердцевины с картошки, и прокладываете их между плоскими электродами, например монетками из разного металла (бронза, цинк, алюминий).
В итоге у вас должно получится что-то наподобие сэндвича. Даже один кусочек такой сборки способен давать до 0,5В!
А если собрать их несколько штук вместе, то требуемое значение до 5В легко получится на выходе.
Сила тока
Казалось бы все, цель достигнута, и осталось только найти способ подключить проводки к контактам питания фонарика или светодиодов.
Однако проделав такую процедуру и собрав не слабую конструкцию из нескольких картох, вы будете очень сильно разочарованы итоговым результатом.
Маломощные светодиоды конечно будут светиться, как-никак напряжение вы все-таки получили. Однако уровень яркости их свечения будет катастрофически тусклым. Почему так происходит?
Потому что, к сожалению, такой гальванический элемент дает ничтожно низкий ток. Он будет настольно малым, что даже не все мультиметры способны его замерить.
Кто-то подумает, раз не хватает тока, нужно добавить еще побольше картошки и все получится.

Безусловно, существенное увеличение клубней позволит поднять рабочее напряжение.
При последовательном соединении десятков и сотен картошек, увеличится напряжение, но не будет самого главного — достаточной емкости для увеличения силы тока.
Да и конструкция вся эта не будет рационально пригодной.
Практичный способ с варенной картошкой
Но все-таки, есть ли простой способ, как повысить мощность такой батарейки и уменьшить габариты? Да, есть.
Например, если для этой цели использовать не сырую, а варенную картошку, то мощность такого источника электричества увеличивается в несколько раз!
Чтобы собрать удобную компактную конструкцию, воспользуйтесь корпусом от старой батарейки формата С (R14) или D(R20).
Удаляете все содержимое внутри (естественно, кроме графитового стержня).
Вместо начинки все пространство заполняете варенной картошкой.
После чего собираете конструкцию батарейки в обратном порядке.
Цинковая часть корпуса старой батарейки, здесь играет существенную роль.
Общая площадь внутренних стенок получается гораздо большей, чем просто воткнутые гвоздики в сырую картоху.
Отсюда и большая мощность и КПД.
Один такой источник питания будет легко выдавать почти 1,5 вольта, также как и маленькая пальчиковая батарейка.
Но самое главное для нас это не вольты, а миллиамперы. Так вот, такая «вареная» модернизация, способна обеспечить ток до 80мА.
Такими батарейками можно запитать приемник или электронные светодиодные часы.
Причем вся сборка проработает уже не секунды, а несколько минут (до десяти). Больше батареек и картохи, больше автономного времени работы.
Лимонная батарейка
Уксусная батарейка. Формочка для льда поможет сконструировать многоэлементную батарею с уксусом в качестве электролита. Используйте оцинкованные шурупы и медную проволоку в роли электродов. Заправив батарею уксусом и подключив к ней светодиодную лампу, попробуйте постепенно засыпать и размешивать поваренную соль в ячейках: яркость свечения будет расти на глазах.
Сочные фрукты, молодой картофель и другие пищевые продукты могут служить питанием не только для людей, но и для электроприборов. Чтобы добыть из них электричество, понадобятся оцинкованный гвоздь или шуруп (то есть практически любой гвоздь или шуруп) и отрезок медной проволоки. Чтобы зафиксировать присутствие электричества, нам пригодится бытовой мультиметр, а более наглядно продемонстрировать успех поможет светодиодный светильник или даже вентилятор, рассчитанные на питание от батареек.
Разомните лимон в руках, чтобы разрушить внутренние перегородки, но не повредите кожуру. Воткните гвоздь (шуруп) и медную проволоку так, чтобы электроды располагались как можно ближе друг к другу, но не соприкасались. Чем ближе будут находиться электроды, тем меньше вероятность, что они окажутся разделены перегородкой внутри фрукта. В свою очередь, чем лучше ионный обмен между электродами внутри батарейки, тем больше ее мощность.
Суть опыта в том, чтобы поместить медный и цинковый электроды в кислую среду, будь то лимон или ванночка с уксусом. Гвоздь послужит нам отрицательным электродом, или анодом. Медную проволоку назначим положительным электродом, или катодом.
В кислой среде на поверхности анода протекает реакция окисления, в процессе которой выделяются свободные электроны. С каждого атома цинка уходит два электрона. Медь — сильный окислитель, и она может притягивать электроны, освобожденные цинком. Если замкнуть электрическую цепь (подключить к импровизированной батарейке лампочку или мультиметр), электроны потекут от анода к катоду через нее, то есть в цепи возникнет электричество.

Дети будут в восторге: опыт с получением электричества из лимона

Дата публикации: 27 января 2020

Чтобы проводить научные эксперименты, не нужны оборудованная химическая лаборатория и звание ученого. Многие из нас наверняка помнят опыт с получением электричества из лимона, который мы делали на физике в школе. Попробуйте повторить его со своими детьми, младшими братьями и сестрами или самостоятельно. Получится интересно и не сложно. Итак, приступим: как сделать электричество из лимона и превратить его в настоящую батарейку?

Что понадобится для опыта по получению электричества из лимона

Подобные опыты можно проводить с картофелем, киви, яблоками и другими овощами и фруктами. Но именно лимон дает наибольшее напряжение благодаря лимонной кислоте. Для этих же целей подойдет и банка с электролитом, но купить ее в магазине за углом не получится. К тому же использование электролита опасно.

Подготовим ингредиенты

  • минимум два лимона средней величины;
  • минимум одна медная проволока (можно заменить монетой) длиной в 5-6 сантиметров;
  • цинковая пластинка (заменить можно на металлический шуруп, болт, саморез или проволоку);
  • короткие (10-30 сантиметров) тонкие соединительные провода;
  • мультиметр, чтобы определить вольтаж;
  • любой светодиод в качестве лампочки (с его помощью вы увидите наличие тока).

Об отличиях люминесцентной лампы от ламп со светодиодами можно почитать здесь — Анализ и сравнение параметров ламп

Когда приготовления закончены, можно приступать к самой интересной части — проведению опыта.

Добываем электричество из лимона: пошаговая инструкция.

Чтобы получить электричество из лимона, необходимо выполнить шесть последовательных действий. Но помните о безопасности! Рекомендуется надеть перчатки и очки (особенно детям), а сам опыт проводить на подносе или разделочной доске.

  • Шаг первый. Берем один лимон, промываем его и насухо вытираем. Затем фрукт необходимо слегка размять в руке.
  • Шаг второй. На бока лимона поместите проводники — с одной стороны медную проволоку, а с другой — металлический болт или цинковую пластину. Проводники должны уходить вглубь фрукта на 2-3 сантиметра.
  • Шаг третий. К медному и металлическому проводникам присоединяем недлинные провода.
  • Шаг четвертый. С помощью мультиметра измеряем напряжение. Должно быть около 1 вольта.
  • Шаг пятый. Проделываем шаги с первого по четвертый со вторым лимоном.
  • Шаг шестой. Соединяем две батарейки между собой. Для этого с помощью одного провода наискосок скрепляем медный и металлический (или цинковый) проводники на разных лимонах. К оставшимся двум проводникам также присоединяем провода.

Почти все готово! Осталось к торчащим концам соединительного провода аккуратно прикрепить светодиод. Если вы все сделали верно, то маленькая лампочка загорится. Мы добыли электричество из лимона! Кстати, чем больше лимонов использовать и последовательно соединять между собой, тем большее напряжение они выдадут. Чтобы зажечь стандартную лампочку, понадобится около 15 лимонов.

Объяснение опыта

Цинк и медь, из которых изготовлены взятые проводники, при контакте с лимонной кислотой запускают химическую реакцию. В итоге медный проводник становится положительно заряженным, а цинковый или металлический — отрицательно.

После этого мы соединили заряженные проволоку и болтик проводом, создав замкнутую сеть, в которой и образовался электрический ток. В результате получилась батарейка со слабым зарядом.

А прочитать о самой мощной батарее в мире можно здесь: Строительство мощнейшей аккумуляторной батареи

Работать лимонная батарейка может до нескольких часов, пока длится химическая реакция. Опыт можно попробовать провести с большим количеством лимонов. Но не рекомендуем экспериментировать с покупными магазинными батарейками. Это может быть опасно.

Сочные фрукты, молодой картофель и другие пищевые продукты могут служить питанием не только для людей, но и для электроприборов. Чтобы добыть из них электричество, понадобятся оцинкованный гвоздь или шуруп (то есть практически любой гвоздь или шуруп) и отрезок медной проволоки. Чтобы зафиксировать присутствие электричества, нам пригодится бытовой мультиметр, а более наглядно продемонстрировать успех поможет светодиодный светильник или даже вентилятор, рассчитанные на питание от батареек.

Лимонная батарейка Разомните лимон в руках, чтобы разрушить внутренние перегородки, но не повредите кожуру. Воткните гвоздь (шуруп) и медную проволоку так, чтобы электроды располагались как можно ближе друг к другу, но не соприкасались. Чем ближе будут находиться электроды, тем меньше вероятность, что они окажутся разделены перегородкой внутри фрукта. В свою очередь, чем лучше ионный обмен между электродами внутри батарейки, тем больше ее мощность.

Суть опыта в том, чтобы поместить медный и цинковый электроды в кислую среду, будь то лимон или ванночка с уксусом. Гвоздь послужит нам отрицательным электродом, или анодом. Медную проволоку назначим положительным электродом, или катодом.

В кислой среде на поверхности анода протекает реакция окисления, в процессе которой выделяются свободные электроны. С каждого атома цинка уходит два электрона. Медь — сильный окислитель, и она может притягивать электроны, освобожденные цинком. Если замкнуть электрическую цепь (подключить к импровизированной батарейке лампочку или мультиметр), электроны потекут от анода к катоду через нее, то есть в цепи возникнет электричество.

Картофельная батарейка Картофель — от природы прекрасный корпус и электролит для гальванического элемента. Картошка стабильно давала нам напряжение более 0,5 В с одного элемента, тогда как лимон демонстрировал результат в районе 0,4 В. Чемпион по вольтажу — уксус: 0,8 В с ячейки. Чтобы получить большее напряжение, соединяйте элементы последовательно. Для питания более мощных потребителей (вентилятор) — параллельно.

На поверхности катода, то есть отрицательно заряженного электрода, идет реакция восстановления: катионы (положительно заряженные ионы) водорода, содержащиеся в кислоте, получают недостающие электроны и превращаются в водород, выходящий наружу в виде пузырьков. Около катода возникает концентрация анионов (отрицательно заряженных ионов) кислоты, а около анода — катионов цинка. Чтобы сбалансировать заряды в электролите, необходимо обеспечить ионный обмен между электродами внутри батарейки.

Земляная батарейка Повышенная кислотность почвы — проблема для агрономов, но радость для электротехников. Содержание ионов водорода и алюминия в земле позволяет буквально воткнуть в горшок две палки (как обычно, цинковую и медную) и получить электричество. Наш результат — 0,2 В. Для улучшения результата почву стоит полить.

Важно понимать: электричество вырабатывается не из лимона или картошки. Это вовсе не та энергия химических связей в органических молекулах, которая усваивается нашим организмом в результате потребления пищи. Электроэнергия возникает благодаря химическим реакциям с участием цинка, меди и кислоты, и в нашей батарейке именно гвоздь служит расходным материалом.

Статья «Энергетическая ценность» опубликована в журнале «Популярная механика» (№6, Июнь 2015).

Что произошло

Если батарейка из лимона заряжает пищалку, то логично предположение, что с достаточным количеством лимонов вы можете обеспечить энергией свой дом. Только не спешите в магазин за лимонами! На самом деле, роль лимона не столь значима в этой батарейке. Все происходит благодаря двум разным металлам, погруженным в лимонный сок — именно они и производят электричество.

В чем секрет? В любом осязаемом объекте есть электроны , но у металлов все по-особенному: внутри них часть электронов может свободно перемещаться, а иногда и перебегать от одного металла к другому. Более того, электроны удерживаются разными металлами по-разному. Медь легко перетягивает отдельные электроны от магния через провод , создавая электрический ток. А вот магний со своими электронами расставаться не хочет.И здесь в игру вступает лимон. Частицы магния со «сбежавшими» электронами (ионы магния Mg2+ ) могут отделиться от полоски металла в лимонный сок, давая возможность электронам переходить от Mg к Cu. Чтобы принять ионы Mg2+, лимонному соку нужно избавиться от некоторых положительных ионов. Хорошо, что в нем содержится много лимонной кислоты, которая легко отдает ионы H+ , как и другие кислоты. Часть этих ионов может забирать электроны у меди и превращаться в молекулы водорода H2 . Они же, в свою очередь, становятся пузырьками газа и покидают раствор. А электроны переходят по проводу, и от этого звенит пищалка, пока кусочек магния полностью не растворится.

Что, если вам срочно нужен источник электричества, а под рукой нет меди Cu и магния Mg? Не переживайте! Подойдут и другие пары металлов. Чтобы подобрать хорошую пару, воспользуйтесь так называемым «электрохимическим рядом активности металлов». Металлы в этом ряду будут отдавать электроны всем металлам, стоящим справа от них (так же, как магний отдавал электроны меди). Чем дальше металлы находятся друг от друга, тем лучше они будут делиться электронами по проводу.

Если так получилось, что под рукой нет лимона, воспользуйтесь любым сочным фруктом, овощем или любым раствором с большим количеством ионов. Подойдут подсоленная вода, минералка или сок.

Как насчет огуречной батарейки из алюминия и серебра? Или лимонадной из цинка и золота? Создайте свою батарейку с помощью того, что найдете дома! Попробуйте использовать два элемента, чтобы зажечь светодиод, как в опыте «Элемент Даниеля». Учтите, что более активные металлы будут медленно растворяться и использованные фрукт или напиток нельзя будет употреблять в пищу.

Почему пищалка начинает работать?

Пищалка начинает звучать, как только в проводах появляется электрический ток. Но откуда он берется? Вставляя в лимон магниевую пластину и медный стержень, мы создаем гальванический элемент — химический источник тока. Его мощности достаточно, чтобы заставить пищалку работать.

Как работает батарейка из лимона?

Гальванический элемент, который мы создаем в этом эксперименте, работает благодаря значительной разнице в реакционной способности (или активности) магния и меди. Магний — очень активный металл, и каждый его атом легко избавляется от двух электронов, образуя ионы магния Mg2+. Атомам магния недостает электронов, поэтому магниевая пластинка становится положительно заряженной.

Магний активнее меди, поэтому, если эти два металла входят в одну электрохимическую ячейку, электроны в ней будут перемещаться от магния к меди через пищалку. Именно благодаря такому перемещению электронов ячейка работает. Электроны — отрицательно заряженные частицы, поэтому на медном стержне будет накапливаться избыточный отрицательный заряд.

В таких условиях и медь, и магний чувствуют себя некомфортно, но на помощь приходит лимон. То есть не сам лимон, а его сок, содержащий лимонную кислоту. В растворе лимонная кислота частично распадается на цитрат-анионы и ионы водорода H+ (протоны). Другими словами, лимонный сок работает как раствор электролита, то есть раствор, способный проводить электрический ток. Затем протоны забирают у медного стержня избыточные электроны и образуют молекулы водорода:

2H+ + 2e → H2

В то же время положительно заряженные ионы магния покидают магниевую пластинку и переходят в раствор. Это означает, что магниевая пластинка постепенно растворяется:

Mg0 – 2e → Mg2+

Ионы магния будут переходить в раствор, пока магниевая пластинка полностью не растворится.

Как работает раствор электролита?

Как правило, электролитом является вещество, способное распадаться на ионы при растворении. Образованный при этом раствор называется раствором электролита. Лимонная кислота — не единственное вещество, которое работает как электролит. Электролитом может быть хлорид натрия (поваренная соль) или практически любая водорастворимая соль. При растворении электролита образуются и отрицательно (анионы), и положительно (катионы) заряженные ионы. Они помогают поддерживать баланс между зарядами в ячейке, убирая избыточный положительный или отрицательный заряд с металлических пластинок. Без такого баланса батарейка не смогла бы работать.

Какие металлы можно использовать в этом эксперименте?

В ряду активности металлов наиболее активные расположены слева, а менее активные — справа:

Получение электроэнергии из лимона

Дата: 8 января, 2010 | Рубрика: Видео по электрике, Художественное освещение
Метки: Декоративное освещение, Электроизмерения, Электролаборатория, Электромонтаж освещения, Электроэнергия

Этот материал подготовлен специалистами компании «ЭлектроАС».
Нужен электромонтаж или электроизмерения? Звоните нам!

Возможно, ли сделать из лимона аккумулятор? Возможно. Для этого понадобятся лимоны. Лучше, если они будут свежими, большими и сочными. Еще необходима медная монета, оцинкованный гвоздь,вольтметр для измерения силы тока и напряжения, а также короткие соединительные провода. Сначала необходимо вставить в лимон оцинкованный гвоздь. Сантиметров в трех сделать прорезь ножом и вставить туда медную монету. Важно следить за тем, чтобы монета и гвоздь не касались друг друга, в противном случае не избежать короткого замыкания. Ведь медная монета – это “+”, а оцинкованный гвоздь – это “-”. В этом аккумуляторе оцинкованный гвоздь и медная монета будут электродами, а лимонный сок – электролитом. Сам же электрический ток является потоком атомных частиц, называемых электронами. Измерив, напряжение, выясняется, что оно равно примерно 1 вольту. Что же в это время происходит в лимоне? Дело в том, что в лимоне происходит химическая реакция. Оцинкованный гвоздь, покрытый цинком, может отпустить от себя свои ионы, это позволит высвободить энергию, а также потерять электроны. В случае, если цинк подключить к меди в электрическую цепь, то электроны начнут двигаться по этой цепи и нейтрализуют ионы меди в лимоне. В результате освобождается энергия, которую можно использовать.

Большинство металлов, таких как медь, железо, являются хорошими проводниками электричества. Электроны будут вытекать из «-» электрода батареи, через проводник, в направлении к «+» электроду батареи. Подключив вольтметр к лимону, выясняется, что напряжение равно 1 В. К сожалению, этого не достаточно, для того чтобы зажечь лампочку. Для решения этой проблемы необходимо объединить аккумуляторы, таким образом можно создать более высокое напряжение. Два лимона в совокупности производят напряжение в 1,8 В, что недостаточно для выбранного светодиода. Четыре лимона создают напряжение в 3,5 В. Этого должно хватить, для того, чтобы зажечь светодиодную лампочку. Для подключения светодиода нужно определить в нем «+» и «-«. Если внимательно посмотреть на пластик светодиода, то с одного бока можно заметить плоскую сторону, это и есть «+». Его необходимо подключить к «-» лимона. Поток электронов движется от «-» к «+», что дает свечение светодиодной лампочки. Этот эксперимент наглядно отображен в следующем видео, просмотрев которое можно убедиться, что это не фантастика. Воплотить в жизнь этот опыт можно уже сегодня. Стоит лишь только повесить на новогоднюю елку несколько лимонов и зажечь от них световые украшения.

admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Наверх