Картофельная батарейка набор для опытов инструкция

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.

Откуда в картошке электричество?

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.

Втыкаете в землю условно два палки (естественно из цинка и меди) и замеряете напряжение. Иногда разность потенциалов доходит до 0,2В. При влажной почве результат улучшается.

Это так называемая земляная батарея.

Как сделать картофельную батарею

Что бы сделать картофельную батарею, используется схема параллельного соединения. Токи каждого элемента суммируются. Выполняется соединение всех положительных полюсов в общий плюс и отрицательных – в общий минус. Всю электроэнергию в сумме будут составлять значения отдельных токов, объединенных параллельной схемой. Напряжение равняется среднему значению напряжения каждого отдельно взятого элемента.

Существуют еще и комбинированные схемы получения электроэнергии, соединяющие в себе последовательный и параллельный варианты. Это дает возможность значительно увеличить максимальные значения тока и напряжения картофельной батареи. Полученная конструкция считается вполне работоспособной и электричество из картошки в экстренной ситуации может выполнить зарядку телефонного аккумулятора. Все зависит от количества клубней, задействованных в цепочке.

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.

О ёмкости литиевых аккумуляторов

Ёмкость – способность аккумулятора отдавать ток, измеряемая в миллиампер час (мАч) или ампер час (Ач). К примеру, батарейка ёмкостью в 2 Ач сможет отдавать ток в 2 A один час, или в 1 A два часа. Но эта зависимость тока от времени подключения нагрузки не линейна – в определённой точке графика при увеличении тока вдвое время работы батареи снижается вчетверо. Поэтому производители всегда указывают ёмкость, высчитанную при разряде аккумулятора чрезмерно малым током в 100 мА.

Количество энергии зависит от напряжения аккумулятора, поэтому никель металогидридные элементы при одинаковой ёмкости имеют в 3 раза меньшую энергоёмкость, чем литий ионные:

• NiMH
  – 1,2 В * 2,2 Ач = 2,64 ватт-часа;
• Li-ion
  – 3,7 В * 2,2 Ач = 8,14 ватт-часа.

При поиске и покупке аккумуляторных батареек отдавайте предпочтение известным фирмам, таким как Samsung, Sony, Sanyo, Panasonic. Батарейки этих производителей имеют ёмкость наиболее соответствующую той, что указана на их корпусе. Надпись 2600 мА на элементах Sanyo не сильно отличается от их настоящей ёмкости в 2500–2550 мА. Подделки китайских производителей с хвалёной ёмкостью в 4200 мА недотягивают и до 1000 мА, зато цена на них в два раза ниже японских оригиналов.

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.

Справочник химика 21

При приготовлении и хранении электролита его предохраняют от доступа воздуха, чтобы предотвратить поглощение углекислоты, так как она увеличивает и снижает емкость. При содержании в электролите до 50 г/л соды или поташа электролит заливать не рекомендуется.

Все остальные неисправности, возникшие при эксплуатации (, , механические повреждения и т.

п.), устраняют обычным способом. Для стабилизации подвергают двум-трем тренировочным циклам нормальных режимов. В отдельных случаях, когда батарея на третьем разряде отдает менее 80% номинальной емкости, следует провести дополнительно 1—2 цикла. В первые два цикла батарею заряжают током 150 А в течение Кроме того, может быть приготовлен электрохимическим способом.

готовится путем в или конденсате.

При приготовлении из вначале получается осадок 5п (ОН)2, который Элемент собран в пластмассовом корпусе. Нижняя часть корпуса , представляющей собой амальгамированный , смешанный с загустителем.

Последний содержит и крахмал. Над расположена пастовая диафрагма, состоящая из щелочного электролита, загущенного крахмалом и . При изменении такая паста не должна ни высыхать, ни намокать.

При намокании пасты раствор будет проникать в поры , снижая его работоспособность.

Электролит, используемый для , представляет собой , насыщенный окисью цинка и содержащий небольшое количество хромовых солей. Для приготовления щелочного электролита следует налить в сосуд дистиллированную воду и доливать щелочь небольшими порциями, тщательно перемешивая электролит железной или .

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. Вот видео эксперимент с использованием 400-х! картофелин и подключением от них светодиодной лампочки аж на 110Вольт.

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.

Качественные системы зарядки Li-ion 18650

IMAX B6 MINI PROFESSIONAL BALANCE CHARGER/DISCHARGER

Opus BT-C3100 (version 2.2) Intelligent Li-ion/NiCd/NiMH battery charger

как работает плата BMS?

– увеличение срока службы,

– поддержание аккумулятора в работа способном состоянии.

Функции
BMS (Battery Management System)

1. Контроль за состоянием элементов аккумуляторной батареи с точки зрения:

– напряжения:

общее напряжение, напряжение отдельных ячеек, минимальное и максимальное напряжение ячейки,

– заряда и глубины разряда,

• 

– токов заряда /разряда,

Неправильный заряд – одна из наиболее распространенных причин выхода li-ion батареи из строя, поэтому контроль заряда является одной из основных функций микроконтроллера BMS.

На основе вышеперечисленный пунктов BMS проводит оценку:

– максимального допустимого тока заряда,

– максимального допустимого тока разряда,

– количества тока при разряде,

– внутреннего сопротивления ячейки,

– суммарной наработки аккумуляторной батареи в процессе эксплуатации.

BMS защищает батарею, предотвращая её выход за пределы безопасной работы. BMS гарантирует безопасность подключения/отключения нагрузки, гибкое управление нагрузкой, защищает аккумулятор от:

• 

– перегрузки по току,

– перенапряжения (во время зарядки),

– падения напряжения ниже допустимого уровня (во время разряда),

1. Балансировка.
   Балансировка – это метод равномерного распределения заряда между всеми ячейками аккумуляторной батареи, благодаря чему максимально продлевается срок службы аккумулятора.

– обеспечивая процесс модульной зарядки,

– регулируя выходные токи ячеек аккумулятора, подключенного к потребителю.

Как сделать мощный аккумулятор своими руками

Делаем мощный power bank на 12 volt 200A/ч Нам понадобиться 240 шт 18650 Много олова и кучу терпения

Элементы конструкции АКБ

Потребуются следующие компоненты:

• Тара с крышкой;
• Стержень угольный;
• Уголь активированный;
• Соляной раствор (15%);
• Клемма с пробкой;
• Мешочки активированного угля.

Это те элементы, из которых можно сделать простой аккумулятор. Подготовленная тара не должна пропускать свет, иначе батарея быстро разрядится. В нее наливают раствор электролита из пищевой соли.

Туда же опускают электроды состоящих из угольных стержней. Вокруг каждого электрода размещается активированный уголь в мешочке.

Каждый мешочек нужно хорошо прижать к электроду с помощью ниток. Активированного угля в мешочке должно быть столько, чтобы слой между электродом и мешочком был 1,5 см.

Заряжают такой аккумулятор до 12ч, а на каждую банку отводят по 4,5В постоянного тока. Когда газы начнут интенсивно выделяться, это значит, зарядка закончилась.

Пробку в процессе зарядки закрывать не следует, потому что выделяющиеся газы могут выплеснуть из банок раствор электролита. Для качественной работы его следует менять раз в неделю.

Опыты с картофелем

Картофель – это чудесный продукт, который можно употреблять в пищу и не только. Довольно часто педагоги в детских садах и школах проводят опыты с клубнями, чтобы сделать определенные выводы о составе и свойствах овоща. Проводить опыты с картошкой в детском саду намного проще, чем ставить эксперименты вместе со школьниками. В дошкольных учреждениях дети маленькие, сложные механизмы они пока еще не усваивают. Зато самые элементарные превращения корнеплода удивляют и веселят малышей. Приведем несколько примеров.

Зеленая картошка

Для этого опыта нужно взять одну картофелину и положить ее на самое светлое место в групповой комнате. Это может быть подоконник. Через пару дней дети заметят, что кожура клубня изменила цвет, она приняла выраженный зеленый оттенок. Если взять нож и срезать немного кожуры, то насыщенность цвета можно рассмотреть лучше.

Почему такое происходит? Под воздействием ультрафиолета в клубне начинает активно синтезироваться хлорофилл, именно благодаря ему практически все растения зеленые. А детишкам можно пояснить, что это солнышко покрасило картошку в зеленый цвет.

Опыт: йод и картофель

Для этого эксперимента нужно взять сырую картофелину и разрезать ее ножом пополам. Потом на мякоть каждой половинки капнуть по капельке йода. Через некоторое время пятно потемнеет. Объясняется такая метаморфоза тем, что при взаимодействии с крахмалом йод становится сине-черным.

Из этого опыта напрашивается вывод: крахмал в картофеле точно есть, причем в большом количестве. Для чистоты эксперимента можно капнуть йод на разрезанные редис, огурец и прочие овощи. С ними такое либо вообще не произойдет, либо реакция будет гораздо менее выраженной.

Опыт с натертой картошкой

В этом случае берется один крупный клубень и натирается на терке. Дети видят, как твердый овощ превратился в жидкую кашицу, а это означает, что в нем точно содержится вода.

После этого кашица добавляется в стакан с водой. Жидкость становится мутной. Почему? Потому что в картофеле есть крахмал, и он не растворился в воде полностью.

Дальше нужно процедить всю жидкость через сито. Кашица из мякоти убирается в сторону, а вода в стакане остается и отстаивается. Через некоторое время на дне появится осадок беловатого оттенка. Теперь нужно взять тонкий шланг и с его помощью убрать верхние слои жидкости, оставляя только белый осадок. Дальше его извлекают на темную ткань и высушивают на солнце, благодаря чему он превратится в картофельную муку или же крахмал.

Таким образом, в ходе эксперимента можно сделать сразу несколько выводов. А именно:

• в картофеле есть вода;
• в нем также много крахмала, который не растворяется в воде;
• крахмал можно высушить на солнце.

Эти простые эксперименты будут очень интересными для детей возрастом от 3 до 6 лет. А вот школьников такими простыми «фокусами» уже не удивишь, им подавай более сложные опыты, где все шипит, гремит и стреляет. Ниже приведены несколько экспериментов с овощем для школьников разных возрастов.

Картофель и перекись водорода: опыт

Берется стакан и наполовину заполняется перекисью водорода. Потом в него опускается ломтик сырого картофеля. Реакция, которая произойдет после этого, просто поражает воображение. Начинают выделяться пузырьки газа. Почему? Объяснение довольно интересное. В мякоти сырого картофеля есть природный фермент, который называется каталаза. Он находится в каждой клеточке. Его функция – ускорение процесса расщепления сложных пищевых веществ на более простые, мелкие, легко усваиваемые. Именно поэтому каталаза провоцирует превращение перекиси водорода в воду и кислород (пузырьки).

Опыт с картошкой и содой

Это уже очень сложный эксперимент, который требует предварительной подготовки.

Нужно собрать такие материалы и инструменты: 1 картофелину, соду, зубную пасту, 2 провода с оголенными контактами (медный и алюминиевый), 2 зубочистки, вату, нож, ложку.

1. Сначала клубень разрезается ножом пополам. В одной из половинок зубочистками делаются 2 сквозных отверстия. В них вставляются провода так, чтобы концы выступали на 1 см из мякоти.
2. Во второй половинке клубня ложкой надо сделать углубление. В него насыпается 2 маленькие ложки соды и 1 ложка зубной пасты. Эти компоненты перемешиваются до получения однородной массы.
3. Дальше обе половинки соединяются между собой по линии разреза. При этом важно, чтобы концы проводков попали в смесь соды и пасты.
4. На один из проводков (на его конец) нужно намотать небольшой кусочек ватки. И оставить конструкцию минут на 8-10.
5. По истечению указанного времени конец второго проводка подводиться к ватке. В момент соприкосновения она должна вспыхнуть.

Основные требования

Самодельные устройства, в отличие от заводских, требуют несколько другого подхода к эксплуатации. У большинства из них отсутствуют многие узлы, помогающие при зарядке и повышающие безопасность. Происходит так преимущественно потому, что мастера, не имея опыта монтажа сложных электронных схем, стремятся упростить конструкцию.

Если приборы автоматического контроля и аварийного отключения отсутствуют, требуется постоянно наблюдать за процессом. Оставлять работающее устройство без присмотра опасно: есть риск повреждения аккумулятора и даже пожара. Поэтому в зарядном устройстве, сделанном самостоятельно, желательно предусмотреть узлы для безопасной автономной работы.

Они должны обеспечить:

• стабильность вольтажа на выходе;
• отключение от аккумулятора при превышении зарядного тока или напряжения;
• самоблокировку — после аварийного отключения устройство самостоятельно запуститься не может;
• защиту от неправильного подключения полюсов.

Физико-химическое обоснование

Сам по себе картофель, или другой овощ, не содержит каких-либо запасов электричества. И это не та энергия, которую наш организм извлекает при употреблении овощей в пищу. Возникновение электричества происходит вследствие химической реакции окисления-восстановления на электродах гальванической ячейки. В ходе реакции происходит обмен электронами между анодом и катодом с протеканием электрического тока в среде электролита. Электролитом в данном случае является слабый раствор кислот и солей, содержащийся в соке клубня. Цинк или другой металл, окисляясь в среде электролита, освобождает электроны, которые восстанавливаясь на втором, медном электроде образуют электрический ток. При такой реакции цинковый электрод постепенно расходуется. А сам картофель является всего лишь контейнером, способный длительное время сохранять сочность (электролит).

Безусловно, опыты по получению электричества из картошки интересны прежде всего с познавательной точки зрения и для практического применения мало пригодны.

Фонарик из картошки: видео

В условиях БП (Большой Пи**ец, этим термином обозначается какой-то глобальный катаклизм — стихийное бедствие, мировая война, техногенная катастрофа планетарного масштаба — прим.ред.

) пропадут и станут недоступными много благ цивилизации, мир откатится к примитивному веку, в лучшем случае, начала 19-го века. Электричество, как тонкая по природе энергия, гарантированно станет экзотикой — потому что не станет обычных источников. Сами-то потребители еще сколько-то поживут. А вот запасать электричество в консервы невозможно, такова его природа.

Да, будут в основном электромеханические генераторы на мышечной силе, на течении воды, использующие поток ветра. А будут — в меньшей степени — электрохимические генераторы. В меньшей — потому что для их создания потребуются более глубокие, чем может продемонстрировать среднестатистический выживальщик человек, познания в химии.

Электрохимический источник тока

Электромеханические генераторы — тема отдельной статьи, сегодня поговорим об электрохимических источниках тока. Все они устроены просто — нужно два металла, один из которых электроположительный, а другой, соответственно, электроотрицательный. Иначе говоря, один растворяется, а другой производит электроны. Металлы не должны соприкасаться, а электроды из этих металлов находятся в электролите, чтобы между ними протекал ионный ток. От электродов можно запитать электрическую цепь. Вот источник и готов.

Понятно, что электрохимический источник тока имеет очень невысокий потенциал — половина вольта или меньше. Он прямо зависит от разницы потенциалов металлов, из которых сделаны электроды. Удобных пар металлов не так много, их потенциалы хорошо известны. Поэтому электрохимические ячейки объединяют в батареи, соединяя последовательно.

Всем известный автомобильный свинцовый аккумулятор является такой батареей — у него последовательно соединены 6 ячеек (банок). Любая батарейка — тоже батарея из последовательных ячеек. Вернее, не любая, есть моноячейки, но их все равно называют батарейками для общности.

Все мальчишки знают, что в батарейках нет жидкого электролита. Электролитом в них пропитан наполнитель — это удобно для эксплуатации. То есть наполнитель является некоей губкой, наполненной очень густым электролитом. Этого достаточно, чтобы электролит мог пропускать ионный ток.

Батарейки для ИБП (источников бесперебойного питания — прим.ред

), к примеру, гелевые. Там гель тоже как густая жидкость, то есть не такой текучий, как серная кислота из свинцовых аккумуляторов. Но тем не менее, это все равно электролит.

К чему все это?