แบตเตอรีมันฝรั่ง: ทำความเข้าใจเกี่ยวกับพลังงานเคมีและไฟฟ้า: 13 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

คุณรู้หรือไม่ว่าคุณสามารถจ่ายไฟให้กับหลอดไฟด้วยมันฝรั่งเพียงแค่หนึ่งหรือสองมันฝรั่งเท่านั้น? พลังงานเคมีระหว่างโลหะทั้งสองจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าและสร้างวงจรด้วยความช่วยเหลือของมันฝรั่ง! ทำให้เกิดประจุไฟฟ้าขนาดเล็กที่สามารถใช้ในการเปิดไฟได้

บทช่วยสอนนี้เป็นตัวอย่างที่ดีว่าพลังงานมีอยู่ในหลายรูปแบบและวิธีที่ผลิตภัณฑ์ใช้พลังงานนั้นในการทำงาน แบตเตอรี่มันฝรั่งแปลงพลังงานจากสารเคมีเป็นไฟฟ้าเพื่อให้หลอดไฟทำงาน (เกณฑ์มาตรฐาน C และ D)

ติดตาม Faith Davis, Cheyenne Balzer และ Spencer White ผ่านบทช่วยสอนนี้เพื่อสร้างแบตเตอรี่จากมันฝรั่ง และหวังว่าจะได้เรียนรู้บางอย่างเกี่ยวกับการใช้พลังงานและเทคโนโลยีที่ใช้แบตเตอรี่

ขั้นตอนที่ 1: รวบรวมวัสดุ

• มันฝรั่ง 2 ลูก (ถ้าอยากได้พลังมากกว่านี้ก็ทำได้)
• 2 เพนนี
• ตะปู/สกรูชุบสังกะสี 2 ตัว (สกรูส่วนใหญ่ชุบสังกะสีอยู่แล้ว)
• ลวดทองแดง 3 ชิ้น
• หลอดไฟ LED ขนาดเล็กหรือโวลต์มิเตอร์

ขั้นตอนที่ 2: ถอดสายไฟทองแดงให้พอดีกับ Penny

คุณต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณกำลังลอกลวดมากพอที่จะพันรอบเหรียญได้อย่างปลอดภัย

ขั้นตอนที่ 3: ตัดผ่าเป็นมันฝรั่งแต่ละชิ้น

กรีดแต่ละอันควรจะพอดีกับเพนนี แต่ไม่จำเป็นต้องแม่นยำเพราะสามารถปรับได้ในภายหลัง!

ขั้นตอนที่ 4: ห่อเพนนีด้วยลวดแล้วใส่ลงในมันฝรั่ง

เพนนีที่ห่อด้วยลวดควรพอดีกับร่องที่คุณทำไว้ก่อนหน้านี้ นี้อาจต้องใช้การปรับบางอย่างและแรงเล็กน้อยเพื่อให้ได้เพนนีที่ถูกต้อง

ขั้นตอนที่ 5: ตัดปลายอีกด้านของลวดทองแดง

ด้านที่ไม่ได้ติดเพนนี ให้ตัดลวดตามความยาวที่คุณต้องการระหว่างมันฝรั่งอีกอันบวกหนึ่งหรือสองนิ้ว

ขั้นตอนที่ 6: ใส่สกรูชุบสังกะสีลงในมันฝรั่ง

คุณต้องการทิ้งสกรูให้เพียงพอเพื่อให้ปลายอีกด้านของลวดทองแดงพันรอบ แต่ยังมีสกรูให้กระชับในมันฝรั่ง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสกรูไม่ทะลุผ่านมันฝรั่งของคุณ! ขั้นตอนนี้จะต้องใช้แรงหน่อย และจะง่ายกว่าถ้าคุณบิดเข้าไปแทนที่จะพยายามขันสกรูเข้าไป

ขั้นตอนที่ 7: พันปลายอีกด้านของลวดทองแดงรอบสกรู

เชื่อมต่อมันฝรั่งทั้งสองเข้าด้วยกันด้วยลวดที่ต่อจากเพนนีไปยังสกรู

ขั้นตอนที่ 8: ทำซ้ำขั้นตอนที่ 2 - 4

ตัดกรีดใหม่สำหรับเพนนีลงในมันฝรั่งลูกที่สองที่มีสกรูอยู่แล้วและใส่ลวดพันเพนนีลงในมันฝรั่งนั้นพอดี

เคล็ดลับ: เราตัดสายไฟทั้งหมดให้มีความยาวเท่ากันเพื่อให้ทุกอย่างง่ายขึ้นในภายหลัง

ขั้นตอนที่ 9: ทำซ้ำขั้นตอนที่ 6 - 7

ใส่สกรูเข้ากับมันฝรั่งที่มีเพียงเพนนี แล้วต่อลวดใหม่เข้ากับสกรู

ขั้นตอนที่ 10: ตรวจสอบการเชื่อมต่อ

ในท้ายที่สุด นี่คือลักษณะของการเชื่อมต่อ ดูด้านข้างของมันฝรั่งอย่างระมัดระวัง มันฝรั่งแต่ละอันในแบตเตอรี่ควรมีด้านสังกะสี (สกรู) และด้านทองแดง (เพนนี) พร้อมสายไฟ

ปล่อยสายไฟสองเส้น อันหนึ่งเป็นเพนนี และอีกอันหนึ่งเป็นสกรู สายเหล่านี้จะเชื่อมต่อกับหลอดไฟหรือโวลต์มิเตอร์

เคล็ดลับ: หากคุณต้องการใส่มันฝรั่งเพิ่มเพื่อเพิ่มพลัง ให้ทำตามรูปแบบนี้! มันฝรั่งแต่ละอันควรมีหนึ่งสกรูและหนึ่งเพนนี!

ขั้นตอนที่ 11: ทดสอบแบตเตอรี่ของคุณ

วางสายไฟที่ด้านล่างของหลอดไฟหรือที่ขาของโวลต์มิเตอร์เพื่อดูการทำงานของแบตเตอรี่!

เคล็ดลับ: สำหรับมันฝรั่งเพียงสองมันฝรั่งเท่านั้น เราพบว่ามันผลิตพลังงานไม่เพียงพอสำหรับหลอดไฟ เราลงเอยด้วยการเพิ่มมันฝรั่งมากขึ้นหลังจากที่เราค้นพบสิ่งนี้

ขั้นตอนที่ 12: ไตร่ตรองและเรียนรู้

มันทำงานอย่างไร:

แบตเตอรี่มันฝรั่งเป็นแบตเตอรี่ชนิดหนึ่งที่เรียกว่าเซลล์ไฟฟ้าเคมี สารเคมีสังกะสีและทองแดง (ในสกรูและเพนนี/ลวด) ทำปฏิกิริยาซึ่งกันและกัน ซึ่งสร้างพลังงานเคมี พลังงานเคมีนี้จะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยการถ่ายโอนอิเล็กตรอนที่เกิดขึ้นเอง

มันฝรั่งทำหน้าที่เป็นบัฟเฟอร์และอิเล็กโทรไลต์สำหรับโลหะทั้งสอง ซึ่งหมายความว่ามันแยกสังกะสีและทองแดงออกจากกัน บังคับให้อิเล็กตรอนที่พยายามรับจากโลหะหนึ่งไปยังอีกโลหะหนึ่งเพื่อเดินทางผ่านมันฝรั่งและสร้างวงจร อิเล็กตรอนสามารถไหลผ่านมันฝรั่งได้เพราะมันทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรไลต์ โลหะทั้งสองจะยังคงทำปฏิกิริยาหากพวกมันสัมผัสกันโดยไม่มีมันฝรั่ง แต่ถ้าปราศจากสิ่งกีดขวางและอิเล็กโทรไลต์ พลังงานที่ปล่อยออกมาจากปฏิกิริยาจะไม่ก่อตัวเป็นวงจร ซึ่งเป็นสิ่งที่ส่งพลังงานไปยังหลอดไฟ

เมื่อต่อสายไฟสองเส้นเข้ากับหลอดไฟ วงจรนี้ก็จะเสร็จสมบูรณ์ เปิดไฟ!

ขั้นตอนที่ 13: กระบวนการเรียนรู้ของเรา

ปัญหาที่เราแก้ไข: เนื่องจากเราพบว่าแบตเตอรี่สองก้อนไม่สามารถจ่ายไฟให้กับหลอดไฟได้ เราจึงรู้สึกผิดหวังที่จะแสดงเฉพาะพลังงานของมันฝรั่งผ่านโวลต์มิเตอร์ เพื่อแก้ปัญหานี้ เราจึงตัดสินใจเพิ่มมันฝรั่งอีก เมื่อวิธีนี้ไม่ได้ผล เราก็พบหลอดไฟ LED แทนหลอดไส้ธรรมดาที่เราใช้กันในตอนแรก ในที่สุด ไฟก็สว่างขึ้นด้วยมันฝรั่งสี่ลูกและหลอดไฟ LED ที่มีประสิทธิภาพ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมเราจึงเพิ่มตัวเลือกในการติดตั้งมันฝรั่งเข้ากับคำแนะนำเพิ่มเติม และสาเหตุที่วัสดุของเราบอกว่าให้ใช้หลอดไฟ LED แม้ว่ารูปภาพของเราจะมีหลอดไฟฟ้าอยู่ด้วยก็ตาม

แนวคิดอื่นๆ: เราลองคิดเล่นๆ ก่อนตัดสินใจทำหลอดไฟจากมันฝรั่ง และอธิบายว่ามันทำงานอย่างไรและทำไม เราคิดเกี่ยวกับการสร้างกังหันลมขนาดเล็กหรือกังหันน้ำเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า และพูดคุยกันอย่างเจาะจงเกี่ยวกับเกณฑ์มาตรฐาน M หรือ I แต่ตัดสินใจไม่ทำส่วนใหญ่เพราะ Spencer มีความรู้มาก่อนเกี่ยวกับวิธีการทำให้แบตเตอรี่มันฝรั่งทำงาน นอกจากนี้ เราต้องการลองใช้มันฝรั่งเพื่อชาร์จโทรศัพท์ของเรา แต่พบว่ามันต้องใช้มันฝรั่งมากเกินกว่าที่เราจะจ่ายได้ ในท้ายที่สุด เราทุกคนต่างพอใจกับการอธิบายพลังงานที่เกี่ยวข้องกับเกณฑ์มาตรฐาน C และ D ผ่านตัวอย่างแบตเตอรี่มันฝรั่ง