Batteria per patate: Capire l'energia chimica ed elettrica: 13 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Sapevi che puoi alimentare una lampadina con solo una o due patate? L'energia chimica tra i due metalli viene convertita in energia elettrica e crea un circuito con l'aiuto della patata! Questo crea una piccola carica elettrica che può essere utilizzata per accendere una luce.

Questo tutorial è un ottimo esempio di come l'energia si presenti in molte forme e di come i prodotti utilizzino tale energia per svolgere il proprio lavoro. La batteria di patate converte l'energia da chimica a elettrica per consentire il funzionamento della lampadina (parametri C e D).

Segui Faith Davis, Cheyenne Balzer e Spencer White attraverso questo tutorial per creare una batteria da una patata e, si spera, imparare qualcosa sull'uso dell'energia e sulle tecnologie che la usano!

Passaggio 1: raccogliere materiali

• 2 patate (puoi farne di più se vuoi più potenza)
• 2 centesimi
• 2 chiodi/viti zincati (la maggior parte delle viti è già zincata)
• 3 pezzi di filo di rame
• una piccola lampadina a LED o un voltmetro

Passaggio 2: spelare il cablaggio in rame per adattarsi a Penny

Devi assicurarti di spellare abbastanza filo per avvolgerlo saldamente attorno al penny.

Passaggio 3: tagliare una fessura in ogni patata

Ogni fessura dovrebbe essere in grado di adattarsi a un centesimo, ma non è necessario che sia esatto perché può sempre essere regolato in seguito!

Passaggio 4: avvolgere il penny con il filo e metterlo nella patata

Il penny avvolto nel filo dovrebbe adattarsi perfettamente alla fessura che hai fatto in precedenza. Questo potrebbe richiedere un po' di aggiustamento e un po' di forza per ottenere il centesimo giusto.

Passaggio 5: tagliare l'altra estremità del filo di rame

Sul lato a cui non è attaccato il penny, taglia il filo alla lunghezza che desideri tra l'altra patata più un pollice o due.

Passaggio 6: inserire la vite zincata nella patata

Vuoi lasciare abbastanza vite fuori per l'altra estremità del filo di rame da avvolgere, ma avere ancora la vite aderente alla patata. Assicurati che la vite non passi completamente attraverso la tua patata! Questo passaggio richiederà una certa forza ed è più facile se lo giri invece di provare a bloccare la vite lì dentro.

Passaggio 7: avvolgere l'altra estremità del filo di rame attorno alla vite

Collegare le due patate insieme con il filo che va dal penny alla vite.

Passaggio 8: ripetere i passaggi 2 - 4

Taglia una nuova fessura per un centesimo nella seconda patata che ha già una vite e inserisci il nuovo penny avvolto nel filo in quella patata.

Suggerimento: tagliamo tutti i nostri fili in modo che siano della stessa lunghezza complessiva per rendere le cose più facili in seguito.

Passaggio 9: ripetere i passaggi 6 - 7

Inserisci una vite nella patata che ha solo un centesimo e collega un nuovo filo alla vite.

Passaggio 10: rivedere le connessioni

Alla fine, questo è come dovrebbero apparire le connessioni. Osserva attentamente i lati delle patate. Ogni patata nella batteria dovrebbe avere un lato in zinco (vite) e un lato in rame (penny) con fili attaccati.

Lascia fuori due fili, uno che va a un centesimo e uno a una vite. Questi fili si collegheranno alla lampadina o al voltmetro.

Suggerimento: se vuoi aggiungere più patate per una maggiore potenza, assicurati di seguire questo schema! Ogni patata dovrebbe avere una vite e un centesimo!

Passaggio 11: prova la batteria

appoggia il filo scoperto sul fondo della lampadina o sui poli del voltmetro per vedere la tua batteria in azione!

Suggerimento: per solo due patate, abbiamo scoperto che non produceva energia sufficiente per una lampadina. Abbiamo finito per aggiungere più patate dopo averlo scoperto.

Passaggio 12: rifletti e impara

Come funziona:

Una batteria di patate è un tipo di batteria noto come cella elettrochimica. Le sostanze chimiche zinco e rame (nella vite e nel centesimo/filo) reagiscono tra loro, producendo energia chimica. Questa energia chimica viene convertita in energia elettrica da un trasferimento spontaneo di elettroni.

La patata funge da tampone e da elettrolita per i due metalli. Ciò significa che separa lo zinco e il rame, costringendo gli elettroni che cercano di passare da un metallo all'altro a viaggiare attraverso la patata e formare un circuito. Gli elettroni sono in grado di fluire attraverso la patata perché agisce come un elettrolita. I due metalli reagirebbero ancora se si toccassero l'un l'altro senza la patata, ma senza la barriera e l'elettrolita, l'energia rilasciata dalla reazione non formerebbe un circuito, che è ciò che dà energia alla lampadina.

Quando i due fili sono collegati alla lampadina, completa questo circuito, accendendo la luce!

Passaggio 13: il nostro processo di apprendimento

Problemi che abbiamo risolto: poiché abbiamo scoperto che due batterie non potevano alimentare la nostra lampadina, siamo rimasti delusi dalla prospettiva di mostrare solo l'energia della patata attraverso il voltmetro. Per risolvere questo problema, abbiamo deciso di aggiungere più patate. Quando non ha funzionato, abbiamo trovato una lampadina a LED invece di quella normale a incandescenza che usavamo inizialmente. Infine, la luce si è accesa con quattro patate e un'efficiente lampadina a LED, motivo per cui abbiamo aggiunto l'opzione per attaccare più patate alle istruzioni e perché i nostri materiali dicono di utilizzare una lampadina a LED, anche se la nostra foto include l'incandescenza.

Altre idee: Abbiamo giocato con alcune idee prima di decidere di realizzare una lampadina a patata e spiegare come e perché funzionasse. Abbiamo pensato di realizzare una piccola turbina eolica o idraulica per produrre elettricità, e abbiamo parlato specificamente del benchmark M o I, ma abbiamo deciso di non farlo principalmente perché Spencer aveva alcune conoscenze precedenti su come far funzionare la batteria della patata. Inoltre, volevamo provare a usare la patata per caricare i nostri telefoni, ma abbiamo scoperto che ci sarebbero volute troppe patate di quelle che potevamo permetterci. Alla fine, siamo stati tutti felici di spiegare l'energia in relazione ai benchmark C e D attraverso l'esempio di una batteria di patate.