Pin khoai tây: Tìm hiểu năng lượng hóa học và điện: 13 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

Bạn có biết rằng bạn có thể cung cấp năng lượng cho một bóng đèn chỉ với một hoặc hai củ khoai tây? Năng lượng hóa học giữa hai kim loại được chuyển đổi thành năng lượng điện và tạo ra một mạch điện với sự trợ giúp của củ khoai tây! Điều này tạo ra một điện tích nhỏ có thể được sử dụng để bật đèn.

Hướng dẫn này là một ví dụ tuyệt vời về cách năng lượng có nhiều dạng và cách các sản phẩm sử dụng năng lượng đó để hoạt động. Pin khoai tây chuyển đổi năng lượng từ hóa học thành điện năng để cho phép bóng đèn hoạt động (điểm chuẩn C và D).

Hãy theo dõi Faith Davis, Cheyenne Balzer và Spencer White thông qua hướng dẫn này để tạo ra một cục pin từ một củ khoai tây và hy vọng sẽ học được điều gì đó về việc sử dụng năng lượng và các công nghệ sử dụng nó!

Bước 1: Thu thập vật liệu

• 2 Khoai tây (có thể làm nhiều hơn nếu bạn muốn có nhiều năng lượng hơn)
• 2 xu
• 2 đinh / vít mạ kẽm (hầu hết các vít đã được mạ kẽm)
• 3 đoạn dây đồng
• một bóng đèn LED nhỏ hoặc một vôn kế

Bước 2: Dải dây đồng để vừa với Penny

Bạn cần đảm bảo rằng bạn đang tước đủ dây để quấn cố định xung quanh đồng xu.

Bước 3: Cắt một rãnh vào mỗi củ khoai tây

Mỗi khe có thể vừa với một xu, nhưng nó không cần chính xác vì nó luôn có thể được điều chỉnh sau đó!

Bước 4: Quấn Penny bằng dây và đặt nó vào khoai tây

Đồng xu được quấn bằng dây điện phải vừa khít với khe bạn đã tạo trước đó. Điều này có thể mất một số điều chỉnh và một chút lực để có được xu đúng.

Bước 5: Cắt đầu còn lại của dây đồng

Ở phía mà đồng xu không được gắn vào, hãy cắt dây theo độ dài bạn muốn giữa củ khoai tây kia cộng với một hoặc hai inch.

Bước 6: Lắp vít mạ kẽm vào khoai tây

Bạn muốn chừa đủ con vít để đầu dây đồng còn lại quấn xung quanh, nhưng con vít vẫn vừa khít với củ khoai tây. Hãy chắc chắn rằng con vít không đi hết củ khoai tây của bạn! Bước này sẽ cần một chút lực và sẽ dễ dàng hơn nếu bạn vặn nó vào thay vì cố gắng làm kẹt vít ở đó.

Bước 7: Quấn đầu còn lại của dây đồng quanh vít

Nối hai củ khoai tây lại với nhau bằng dây đi từ đồng xu đến ốc vít.

Bước 8: Lặp lại các bước 2 - 4

Cắt một đường rạch mới cho một đồng xu vào củ khoai tây thứ hai đã có vít và lắp dây mới quấn đồng xu vào củ khoai tây đó.

Mẹo: chúng tôi cắt tất cả các dây để có cùng độ dài về tổng thể để làm cho mọi thứ dễ dàng hơn sau này.

Bước 9: Lặp lại các bước 6 - 7

Gắn một con vít vào củ khoai tây chỉ có một xu và gắn một sợi dây mới vào con vít.

Bước 10: Xem lại kết nối

Cuối cùng, đây là những gì các kết nối sẽ trông như thế nào. Xem kỹ các mặt của khoai tây. Mỗi củ khoai tây trong pin phải có một mặt kẽm (vít) và một mặt đồng (xu) có gắn dây.

Bỏ ra hai sợi dây, một sợi dây nối với đồng xu và một sợi dây nối với một con ốc vít. Các dây này sẽ kết nối với bóng đèn hoặc vôn kế.

Mẹo: nếu bạn muốn thêm nhiều khoai tây để có nhiều năng lượng hơn, hãy đảm bảo làm theo mô hình này! Mỗi củ khoai tây nên có một vít và một xu!

Bước 11: Kiểm tra pin của bạn

đặt dây tiếp xúc vào đáy của bóng đèn hoặc vào ngạnh của vôn kế để xem pin của bạn đang hoạt động!

Mẹo: Chỉ với hai củ khoai tây, chúng tôi nhận thấy rằng nó không tạo ra đủ năng lượng cho một bóng đèn. Chúng tôi đã kết thúc việc thêm nhiều khoai tây hơn sau khi chúng tôi phát hiện ra điều này.

Bước 12: Suy ngẫm và Học hỏi

Làm thế nào nó hoạt động:

Pin khoai tây là một loại pin được gọi là tế bào điện hóa. Các hóa chất kẽm và đồng (trong vít và đồng xu / dây điện) phản ứng với nhau, tạo ra năng lượng hóa học. Năng lượng hóa học này được chuyển đổi thành năng lượng điện bằng cách chuyển điện tử tự phát.

Khoai tây đóng vai trò là chất đệm và chất điện phân cho hai kim loại. Điều này có nghĩa là nó tách kẽm và đồng, buộc các electron đang cố gắng đi từ kim loại này sang kim loại khác di chuyển qua củ khoai tây và tạo thành một mạch điện. Các electron có thể chạy qua khoai tây vì nó hoạt động như một chất điện phân. Hai kim loại sẽ vẫn phản ứng nếu chúng chỉ chạm vào nhau mà không có khoai tây, nhưng không có rào cản và chất điện phân, năng lượng giải phóng từ phản ứng sẽ không tạo thành mạch, đó là năng lượng cung cấp năng lượng cho bóng đèn.

Khi hai dây được gắn vào bóng đèn, nó hoàn thành mạch này, đèn sáng!

Bước 13: Quá trình học tập của chúng tôi

Các vấn đề chúng tôi đã giải quyết: Vì chúng tôi nhận thấy rằng hai pin không thể cung cấp năng lượng cho bóng đèn của chúng tôi, chúng tôi đã thất vọng với viễn cảnh chỉ hiển thị năng lượng của củ khoai tây thông qua vôn kế. Để giải quyết vấn đề này, chúng tôi quyết định bổ sung thêm nhiều khoai tây. Khi điều đó không hiệu quả, chúng tôi đã tìm thấy một bóng đèn LED thay vì bóng đèn sợi đốt thông thường mà ban đầu chúng tôi đang sử dụng. Cuối cùng, đèn được bật với bốn củ khoai tây và một bóng đèn LED hiệu quả, đó là lý do tại sao chúng tôi thêm tùy chọn gắn nhiều khoai tây hơn vào hướng dẫn và lý do tại sao tài liệu của chúng tôi nói rằng sử dụng bóng đèn LED, mặc dù hình ảnh của chúng tôi bao gồm sợi đốt.

Ý tưởng khác: Chúng tôi đã xem xét một vài ý tưởng trước khi quyết định làm một bóng đèn chạy bằng khoai tây và giải thích cách thức và lý do nó hoạt động. Chúng tôi đã nghĩ đến việc chế tạo một tuabin gió hoặc tuabin nước nhỏ để sản xuất điện và nói cụ thể về điểm chuẩn M hoặc I nhưng quyết định chống lại chủ yếu vì Spencer đã có một số kiến thức trước đó về cách làm cho pin khoai tây hoạt động. Ngoài ra, chúng tôi muốn thử sử dụng khoai tây để sạc điện thoại nhưng nhận thấy rằng sẽ tốn quá nhiều khoai tây so với khả năng chi trả của chúng tôi. Cuối cùng, tất cả chúng tôi đều hài lòng với việc giải thích năng lượng liên quan đến điểm chuẩn C và D thông qua ví dụ về pin khoai tây.