Limondan Elektrik ve Işık: 3 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:18

200 yıldan biraz daha uzun bir süre önce İtalyan fizikçi Alessandro Volta ilk gerçek pili icat etti. Bu sınıf bilim deneyinde, Volta'nın bir limon ve iki metal parçasından başka bir şey kullanmadan icat ettiği çok benzer bir pili yeniden oluşturabiliriz. Bir LED'i yakacak kadar güçlü, gerçekten bir limondan ışık yaratıyoruz!

Bu arada… Volta'nın pili bakır, çinko ve tuzlu suya batırılmış bir bez kullanıyordu. Deneyimizde bakır, magnezyum ve limon kullanacağız ama teori aynı, elektrik üretmek için kimyasal reaksiyon kullanıyoruz.

Proje, 10-15 yaş arası (ABD 5.-9. sınıf) öğrencilere yöneliktir. Daha büyük öğrenciler projeyi yardımsız tamamlayabilmeli ve devrenin neden çalışmadığını çözebilmelidir (örneğin limonlar arasındaki bağlantı iyi değil vb.).

Proje Fizik veya Genel Bilim dersleri için mükemmeldir ancak bir BT sınıfına da genişletilebilir. Öğrencilerinizin cep telefonlarının gücünü nereden aldıkları hakkında düşünmelerini sağlayacaktır. Sınıf, bir pilin elektrik akımı oluşturmak için kimyasal bir reaksiyon kullandığını göstermektedir.

Gereçler

• 3 parçaya bölünmüş yarım limon (yani 3 x 1/6 limon)
• Bir miktar bakır tel (toplamda yaklaşık 12" (20cm)) - bu, evinizdeki elektrik prizlerinde kullanılan teldir. Bir elektrikçi tanıyorsanız, kullanabileceğiniz birçok kesintiye sahip olduğundan emin olabilirsiniz. Aksi takdirde her hırdavatçıda bulunur.
• Biraz magnezyum şerit (toplamda yaklaşık 3" (10cm)) - bu, bir yarda (1m) için yaklaşık 3 $'a çevrimiçi olarak mevcuttur. Bunu alamazsanız, "galvanizli" çiviler de işe yarayacaktır (ama o kadar iyi değil), bunlar çinko kaplı çiviler, hırdavatçılarda bulunur. Bakmak için gri ve donuk görünürler (yani parlak değiller).
• Bir LED (normal 3v LED), bazen onları yakmak için daha fazla güce ihtiyaç duyduklarından Mavi'den kaçının.

Adım 1: Malzemeleri Hazırlayın ve Hücreleri Yapın

1/2 limonu alın ve resimde gösterildiği gibi 3 parçaya kesin.

Ardından yaklaşık 1" uzunluğunda 2 parça bakır tel kesin. Kablonun etrafında kauçuk koruyucu olmadığından emin olun, "bakır" renkli olmalıdır:-)

Son olarak yaklaşık 1 uzunluğunda 3 adet magnezyum şerit (makasla kesilmesi kolaydır)

3 küçük pil (veya "hücre") oluşturacağız. Her pil bir limon segmenti, bir bakır terminal ve bir magnezyum terminalinden oluşur.

Neden sorduğun 3 pile ihtiyacımız var? Her pil yaklaşık 1 volt elektrik üretecek, ancak bir LED'in çalışması için yaklaşık 3 volt elektriğe ihtiyacı var. Yani 3 pili arka arkaya bağlarsak 3 voltumuz olur, LED'i yakmak mükemmel olmalı.

Adım 2: Arka arkaya 3 Pili Bağlayın

Yani elimizde 3 pil var, şimdi onları arka arkaya bağlamamız gerekiyor.

Bu aşamada önemli olan, bir pilin bakır terminalinin bir sonraki pilin magnezyum terminaline bağlanmasıdır. Bunu yapmanın en kolay yolu, sıkı bir bağlantı yapmak için bakır teli magnezyumun üzerine sıkıştıracak şekilde bükmektir.

Yanlışlıkla her bir pilin bakırını bakıra veya magnezyumu magnezyuma bağlarsanız, piller temelde birbirini iptal eder, bu, pillerden birini TV uzaktan kumandanıza yanlış şekilde takmak gibidir, uzaktan kumanda çalışmaz.

Şimdi arka arkaya 3 pilimiz var.

Adım 3: LED'i bağlayın ve Işık Olsun

Son olarak LED'i sol akünün en sol terminaline ve sağ akünün en sağ terminaline bağlayarak elektrik devresini yapabiliriz.

Ancak bekleyin - LED, nasıl bağlandığı konusunda çok özeldir. LED'in üzerindeki ayaklardan birinin diğerinden daha uzun olduğunu göreceksiniz, buna "Anot" denir, bunun pilin Pozitif (+) tarafına bağlanması gerekir. Daha kısa olan bacağa "Katot" denir, bunun pilin Negatif (-) tarafına bağlanması gerekir.

Ama limon pilindeki pozitif ve negatif terminal hangisi?

…..bakır pozitiftir (+), bu nedenle LED'in uzun ayağını bakır tele bağlayın ve LED'in kısa ayağını magnezyum terminaline bağlayın.

Ve hey, LED yanmalıdır. Limon dilimlerini sıkarsanız, terminallere daha iyi bir bağlantı sağlamak için daha fazla meyve suyu salınacağından LED'in daha parlak yandığını görebilirsiniz.

Peki bu sihrin arkasındaki bilim nedir?

İki farklı metal terminal ("elektrotlar" olarak adlandırılır) arasında kimyasal bir reaksiyon gerçekleşir, limon suyu reaksiyona yardımcı olur ("elektrolit" olarak adlandırılır). Kimyasal reaksiyon gerçekleştiğinde, devre boyunca LED'e akan bazı ekstra "elektronlar" oluşturulur. LED daha sonra bu elektronları Işığa dönüştürür.

LED'i birkaç saat bağlı bırakırsanız terminallere ne olduğunu görün - Korkarım sonsuza kadar dayanacak bir pil icat etmediniz!

Ayrıca sadece 2 hücre ile deneyebilirsiniz, LED yanmalıdır ancak daha kısık olacaktır. Sadece bir hücre ile, voltajın LED'i yakmak için çok düşük olacağından emin olun, ancak devam edin ve deneyin.

Piller, elektrikli mobil cihazlarımıza ve elektrikli arabalarımıza güç sağlamak için giderek daha kritik hale geliyor, bu sınıf, pil teknolojisinin son 200 yılda çok yol kat ettiğini, ancak yine de iyileştirme için çok yer olduğunu gösteriyor… belki yakında cep telefonunuz yalnızca yılda bir kez şarj gerekir!

Magnezyum şerit bulamıyorsanız:

Son olarak, herhangi bir magnezyumunuz yoksa, deneyi magnezyum yerine Alessandro Volta'nın yaptığı gibi Çinko kullanarak da deneyebilirsiniz (bazı çinko kaplamalı ("galvanizli" olarak adlandırılan) çiviler kullanılabilir) ancak 3'ten fazla hücre kullanmanız gerekebilir. çünkü Çinko, magnezyum ile 1 volttan fazlasına kıyasla hücre başına sadece yaklaşık 0,9 volt üretecektir.