Aardappelbatterij: chemische en elektrische energie begrijpen - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

Wist je dat je een gloeilamp van stroom kunt voorzien met slechts een paar aardappelen? De chemische energie tussen de twee metalen wordt omgezet in elektrische energie en creëert met behulp van de aardappel een circuit! Hierdoor ontstaat een kleine elektrische lading die kan worden gebruikt om een lamp aan te doen.

Deze tutorial is een goed voorbeeld van hoe energie in vele vormen komt en hoe producten die energie gebruiken om werk te doen. De aardappelbatterij zet energie om van chemisch naar elektrisch om de gloeilamp te laten werken (benchmarks C en D).

Volg Faith Davis, Cheyenne Balzer en Spencer White door deze tutorial om van een aardappel een batterij te maken en hopelijk iets te leren over het gebruik van energie en de technologieën die het gebruiken!

Stap 1: Verzamel materialen

• 2 Aardappelen (kan met meer als je meer kracht wilt)
• 2 centen
• 2 verzinkte spijkers/schroeven (de meeste schroeven zijn al verzinkt)
• 3 stuks koperdraad
• een kleine LED-lamp of een voltmeter

Stap 2: Strip koperen bedrading om Penny te passen

U moet ervoor zorgen dat u voldoende draad stript om stevig om de cent te wikkelen.

Stap 3: Snijd een spleet in elke aardappel

Elke spleet moet een cent kunnen passen, maar het hoeft niet exact te zijn omdat het later altijd kan worden aangepast!

Stap 4: Wikkel Penny met draad en leg het in de aardappel

De met draad omwikkelde cent moet goed passen in de spleet die je eerder hebt gemaakt. Dit kan enige aanpassing en een beetje kracht vergen om de cent er goed in te krijgen.

Stap 5: Knip het andere uiteinde van de koperdraad af

Aan de kant waar de cent niet aan is bevestigd, knipt u de draad af op de gewenste lengte tussen de andere aardappel plus een paar centimeter.

Stap 6: Steek de verzinkte schroef in de aardappel

U wilt genoeg van de schroef buiten laten om het andere uiteinde van de koperdraad om te wikkelen, maar de schroef nog steeds goed in de aardappel laten zitten. Zorg ervoor dat de schroef niet helemaal door je aardappel gaat! Deze stap zal enige kracht vergen, en het is gemakkelijker als je hem naar binnen draait in plaats van te proberen de schroef erin te klemmen.

Stap 7: Wikkel het andere uiteinde van de koperdraad rond de schroef

Verbind de twee aardappelen met de draad die van de cent naar de schroef gaat.

Stap 8: Herhaal stap 2 - 4

Snijd een nieuwe gleuf voor een cent in de tweede aardappel die al een schroef heeft en plaats de nieuwe met draad omwikkelde cent in die aardappel.

Tip: we hebben al onze draden zo geknipt dat ze over het algemeen ongeveer even lang zijn om het later gemakkelijker te maken.

Stap 9: Herhaal stap 6 - 7

Steek een schroef in de aardappel die maar een cent heeft en bevestig een nieuwe draad aan de schroef.

Stap 10: Controleer verbindingen

Zo zouden de verbindingen er uiteindelijk uit moeten zien. Kijk goed naar de zijkanten van de aardappelen. Elke aardappel in de batterij moet een zinken zijde (schroef) en een koperen zijde (penny) hebben met draden eraan.

Laat twee draden weg, één naar een cent en één naar een schroef. Deze draden worden aangesloten op de gloeilamp of de voltmeter.

Tip: als je meer aardappelen wilt toevoegen voor meer kracht, volg dan dit patroon! Elke aardappel zou één schroef en één cent moeten hebben!

Stap 11: Test uw batterij

leg de blootliggende draad op de onderkant van de lamp of op de uitsteeksels van de voltmeter om uw batterij in actie te zien!

Tip: voor slechts twee aardappelen vonden we dat het niet genoeg stroom produceerde voor een gloeilamp. We hebben uiteindelijk meer aardappelen toegevoegd nadat we dit hadden ontdekt.

Stap 12: Reflecteer en leer

Hoe het werkt:

Een aardappelbatterij is een type batterij dat bekend staat als een elektrochemische cel. De chemicaliën zink en koper (in de schroef en penny/draad) reageren met elkaar, waardoor chemische energie ontstaat. Deze chemische energie wordt omgezet in elektrische energie door een spontane elektronenoverdracht.

De aardappel fungeert als buffer en elektrolyt voor de twee metalen. Dit betekent dat het zink en koper scheidt, waardoor de elektronen die van het ene metaal naar het andere proberen te komen, gedwongen worden door de aardappel te reizen en een circuit te vormen. De elektronen kunnen door de aardappel stromen omdat deze als elektrolyt werkt. De twee metalen zouden nog steeds reageren als ze elkaar gewoon zouden aanraken zonder de aardappel, maar zonder de barrière en elektrolyt zou de energie die vrijkomt bij de reactie geen circuit vormen, wat de stroom naar de gloeilamp levert.

Wanneer de twee draden aan de lamp zijn bevestigd, is dit circuit voltooid en gaat het licht aan!

Stap 13: Ons leerproces

Problemen die we hebben opgelost: omdat we ontdekten dat twee batterijen onze gloeilamp niet van stroom konden voorzien, waren we teleurgesteld over het vooruitzicht om alleen de energie van de aardappel door de voltmeter te laten zien. Om dit op te lossen hebben we besloten om meer aardappelen toe te voegen. Toen dat niet werkte, vonden we een LED-lamp in plaats van de gewone gloeilamp die we aanvankelijk gebruikten. Ten slotte ging het licht aan met vier aardappelen en een efficiënte LED-lamp, daarom hebben we de optie toegevoegd om meer aardappelen aan de instructies te bevestigen en waarom onze materialen zeggen dat ze een LED-lamp moeten gebruiken, ook al bevat onze foto de gloeilamp.

Andere ideeën: We speelden met een paar ideeën voordat we besloten om een gloeilamp op aardappelen te maken en uit te leggen hoe en waarom deze werkte. We dachten erover om een kleine windturbine of waterturbine te maken om elektriciteit te produceren, en spraken specifiek over benchmark M of I, maar we besloten het niet te doen, vooral omdat Spencer enige voorkennis had over hoe de aardappelbatterij te laten werken. Bovendien wilden we proberen de aardappel te gebruiken om onze telefoons op te laden, maar we ontdekten dat er veel te veel aardappelen voor nodig waren dan we ons konden veroorloven. Uiteindelijk waren we allemaal blij met het uitleggen van energie in relatie tot benchmark C en D aan de hand van het voorbeeld van een aardappelbatterij.