Bateria de patata: entendre l'energia química i elèctrica: 13 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Sabíeu que podeu alimentar una bombeta amb només una o dues patates? L’energia química entre els dos metalls es converteix en energia elèctrica i crea un circuit amb l’ajut de la patata. Això crea una petita càrrega elèctrica que es pot utilitzar per encendre un llum.

Aquest tutorial és un gran exemple de com l’energia es presenta de moltes formes i de com els productes utilitzen aquesta energia per fer feina. La bateria de patata converteix l’energia de substància química en electricitat per tal de permetre el funcionament de la bombeta (punts de referència C i D).

Seguiu Faith Davis, Cheyenne Balzer i Spencer White a través d’aquest tutorial per fabricar una bateria d’una patata i, amb sort, apreneu alguna cosa sobre l’ús de l’energia i les tecnologies que l’utilitzen.

Pas 1: reuniu materials

• 2 patates (es pot fer amb més si voleu més potència)
• 2 cèntims
• 2 claus / cargols zincats (la majoria de cargols ja estan zincats)
• 3 peces de filferro de coure
• una petita bombeta LED o un voltímetre

Pas 2: retirar el cablejat de coure perquè s’adapti a Penny

Heu d’assegurar-vos de treure el filferro suficient per embolicar-lo de manera segura al voltant del cèntim.

Pas 3: tallar una escletxa a cada patata

Cada escletxa hauria de poder cabre un cèntim, però no cal que sigui exacta perquè sempre es pot ajustar més endavant.

Pas 4: emboliqueu Penny amb filferro i poseu-lo a la patata

El cèntim embolicat amb filferro hauria d’adaptar-se perfectament a la ranura que heu fet anteriorment. Això pot suposar una mica d’ajust i una mica de força per aconseguir el cèntim.

Pas 5: talleu l'altre extrem del fil de coure

Al costat al qual no està unit el cèntim, retalleu el filferro a la longitud que vulgueu entre l’altra patata més una polzada o dues.

Pas 6: introduïu el cargol zincat a la patata

Voleu deixar prou cargol perquè l’altre extrem del filferro de coure s’emboliqui, però teniu el cargol ben ajustat a la patata. Assegureu-vos que el cargol no passa per la vostra patata. Aquest pas prendrà força i és més fàcil si el torceu en lloc d’intentar encallar-hi el cargol.

Pas 7: emboliqueu l'altre extrem del filferro de coure al voltant del cargol

Connecteu les dues patates juntes amb el filferro que va del cèntim al cargol.

Pas 8: Repetiu els passos 2 - 4

Talla una nova escletxa per un cèntim a la segona patata que ja té un cargol i encaixa el nou cèntim de filferro embolicat en aquesta patata.

Consell: tallem tots els cables per tenir la mateixa longitud total per facilitar les coses més endavant.

Pas 9: Repetiu els passos 6-7

Introduïu un cargol a la patata que només tingui un cèntim i col·loqueu un nou fil al cargol.

Pas 10: Reviseu les connexions

Al final, és així com haurien de ser les connexions. Mireu detingudament els costats de les patates. Cada patata de la bateria ha de tenir un costat de zinc (cargol) i un de coure (cèntim) amb cables connectats.

Deixeu de banda dos cables, un a un cèntim i l’altre a un cargol. Aquests cables es connectaran a la bombeta o al voltímetre.

Consell: si voleu afegir més patates per obtenir més potència, assegureu-vos de seguir aquest patró. Cada patata ha de tenir un cargol i un cèntim!

Pas 11: proveu la bateria

col·loqueu el cable exposat a la part inferior de la bombeta o a les puntes del voltímetre per veure la vostra bateria en acció.

Consell: només per a dues patates, vam trobar que no produïa prou energia per a una bombeta. Vam acabar afegint més patates després de descobrir-ho.

Pas 12: reflexiona i aprèn

Com funciona:

Una pila de patata és un tipus de pila que es coneix com a pila electroquímica. Els productes químics zinc i coure (al cargol i al cèntim / filferro) reaccionen entre si, cosa que produeix energia química. Aquesta energia química es converteix en energia elèctrica mitjançant una transferència espontània d’electrons.

La patata actua com a amortidor i electròlit dels dos metalls. Això significa que separa el zinc i el coure, cosa que obliga els electrons que intenten passar d’un metall a l’altre a travessar la patata i formar un circuit. Els electrons poden fluir a través de la patata perquè actua com un electròlit. Els dos metalls encara reaccionarien si només es tocessin sense la patata, però sense la barrera i l’electròlit, l’energia alliberada de la reacció no formaria un circuit, que és el que obté l’energia de la bombeta.

Quan els dos cables s’uneixen a la bombeta, completa aquest circuit i s’encén el llum.

Pas 13: el nostre procés d'aprenentatge

Problemes que vam resoldre: ja que vam trobar que dues bateries no podien alimentar la bombeta, ens va decebre la perspectiva de mostrar només l'energia de la patata a través del voltímetre. Per solucionar-ho, vam decidir afegir-hi més patates. Quan això no va funcionar, vam trobar una bombeta LED en lloc de la normal i incandescent que inicialment utilitzàvem. Finalment, la llum es va encendre amb quatre patates i una bombeta LED eficient, i per això vam afegir l'opció de connectar més patates a les instruccions i per què els nostres materials diuen utilitzar una bombeta LED, tot i que la nostra imatge inclou la incandescència.

Altres idees: vam jugar amb algunes idees abans de decidir fer una bombeta alimentada per patates i explicar com i per què funcionava. Vam pensar a fer un petit aerogenerador o aigua per produir electricitat, i vam parlar específicament sobre el punt de referència M o I, però vam decidir-nos en contra, principalment perquè Spencer tenia alguns coneixements previs sobre com fer funcionar la bateria de la patata. A més, volíem intentar utilitzar la patata per carregar els nostres telèfons, però vam trobar que trigaria massa patates del que ens podríem permetre. Al final, tots vam estar contents d’explicar l’energia en relació amb el punt de referència C i D mitjançant l’exemple d’una bateria de patata.