Нимбэгний цахилгаан ба гэрэл: 3 алхам

2025 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2025-01-23 15:00

Одоогоос 200 гаруй жилийн өмнө Италийн физикч Алессандро Вольта анхны жинхэнэ батерейг зохион бүтээжээ. Энэхүү танхимын шинжлэх ухааны туршилтаар бид Волтагийн бүтээсэн ижил төстэй батерейг нимбэг, хоёр ширхэг металаас өөр зүйлийг дахин бүтээх боломжтой. LED -ийг асаах хангалттай хүчирхэг, бид үнэхээр нимбэгнээс гэрэл бүтээж байна!

Дашрамд дурдахад … Вольтагийн батерейнд зэс, цайр, давстай усанд дэвтээсэн даавуу ашигласан байна. Туршилтанд бид зэс, магни, нимбэг хэрэглэнэ, гэхдээ онол нь адилхан, бид цахилгаан үйлдвэрлэхийн тулд химийн урвалыг ашиглаж байна.

Энэхүү төсөл нь 10-15 насны (АНУ-ын 5-9-р анги) оюутнуудад зориулагдсан болно. Ахмад оюутнууд төслийг тусламжгүйгээр хийж, хэлхээ яагаад ажиллахгүй байгааг олж мэдэх ёстой (жишээлбэл, нимбэгний хоорондох холболт сайн биш гэх мэт).

Энэхүү төсөл нь Физик эсвэл Ерөнхий шинжлэх ухааны хичээлүүдэд төгс төгөлдөр боловч мэдээллийн технологийн ангилалд хамрагдах боломжтой. Энэ нь таны оюутнуудад гар утас нь хүчээ хаанаас авах талаар бодох болно. Ангилал нь батерей нь химийн урвал ашиглан цахилгаан гүйдэл үүсгэдэг болохыг харуулж байна.

Хангамж

• Хагас нимбэгийг 3 хэсэгт хуваасан (өөрөөр хэлбэл 3 х 1/6 нимбэг)
• Зарим зэс утас (нийт 20 орчим см) - энэ бол таны гэрийн цахилгааны залгуурт хэрэглэгддэг утас юм. Хэрэв та цахилгаанчин мэддэг бол таны ашиглаж болох олон тасархай байгаа нь дамжиггүй. Тэгэхгүй бол барилгын дэлгүүр бүрт байдаг.
• Зарим магнийн тууз (нийтдээ 3 инч (10см орчим)) - энэ нь 1 долларын үнэтэй ойролцоогоор 3 доллараар онлайнаар авах боломжтой. Хэрэв та үүнийг авч чадахгүй бол "цайрдсан" хадаас бас ажиллах болно (гэхдээ тийм ч сайн биш), эдгээр нь Цайраар бүрсэн хадаас, барилгын дэлгүүрүүд тэдэнд байх болно. Тэд харахад саарал, уйтгартай харагдаж байна (өөрөөр хэлбэл гялалздаггүй).
• LED (ердийн 3v LED), цэнхэр өнгөнөөс зайлсхийх хэрэгтэй.

Алхам 1: Материалыг бэлтгэж, эсүүдийг хий

1/2 нимбэг аваад зурган дээрх шиг 3 хэсэгт хуваана

Дараа нь 1 "орчим урттай 2 ширхэг зэс утсыг хайчилж ав. Кабелийн эргэн тойронд резинэн хамгаалалт байхгүй эсэхийг шалгаарай, энэ нь" зэс "өнгөтэй байх ёстой:-)

Эцэст нь 1 инч орчим урттай 3 ширхэг магнийн тууз (хайчаар огтлоход хялбар)

Бид 3 жижиг зай (эсвэл "эсүүд") хийх гэж байна. Батерей бүр нимбэгний хэсэг, зэс, магнийн терминалаас бүрдэнэ.

Таны асуусан 3 батерей бидэнд яагаад хэрэгтэй байна вэ? Батерей бүр ойролцоогоор 1 вольт цахилгаан үйлдвэрлэх боловч LED ажиллахын тулд ойролцоогоор 3 вольт цахилгаан шаардагдана. Тиймээс хэрэв бид 3 батерейг дараалан холбовол 3 вольт байх болно, энэ нь LED -ийг асаахад тохиромжтой байх ёстой.

Алхам 2: 3 батерейг дарааллаар нь залгаарай

Тиймээс бид 3 батерейтай болсон, одоо бид тэдгээрийг дараалан холбох хэрэгтэй.

Энэ үе шатанд хамгийн чухал зүйл бол нэг батерейны зэс терминал нь дараагийн батерейн магнийн терминал руу холбогддог явдал юм. Үүнийг хийх хамгийн хялбар арга бол зэс утсыг нугалж, нягт холболт хийхийн тулд магнийн дээр шахах явдал юм.

Хэрэв та санамсаргүйгээр зэс бүрийг зэс эсвэл магнийн магнид холбосон бол батерей нь үндсэндээ бие биенээ цуцлах болно.

Тиймээс одоо бид 3 батерейг дараалан авч байна.

Алхам 3: LED -ийг холбож, гэрэл байх болтугай

Эцэст нь бид LED -ийг зүүн батерейны хамгийн зүүн талын терминал болон баруун батерейны хамгийн зөв терминал руу холбож цахилгаан хэлхээг хийж болно.

Гэхдээ түр хүлээгээрэй - LED нь хэрхэн холбогдсон нь маш тодорхой юм. LED дээрх нэг хөл нь нөгөөгөөсөө илүү урт болохыг "Анод" гэж нэрлэдэг бөгөөд үүнийг зайны эерэг (+) тал руу холбох шаардлагатай байгааг та харах болно. Богино хөлийг "Катод" гэж нэрлэдэг бөгөөд үүнийг зайны сөрөг (-) тал руу холбох шаардлагатай.

Гэхдээ нимбэгний батерейны эерэг ба сөрөг терминал аль нь вэ?

….. Зэс эерэг (+) тул LED -ийн урт хөлийг зэс утсаар холбож, LED -ийн богино хөлийг магнийн терминал руу холбоно уу.

Мөн LED гэрэл асах ёстой. Хэрэв та нимбэгний сегментийг шахаж өгвөл терминалуудтай илүү сайн холболтыг бий болгохын тулд илүү их шүүс ялгарах тул LED нь илүү гэрэлтэж байгааг харах болно.

Тэгвэл энэ ид шидийн цаана ямар шинжлэх ухаан байна вэ?

Хоёр өөр метал терминалын хооронд химийн урвал явагдаж байна (үүнийг "электрод" гэж нэрлэдэг), нимбэгний шүүс нь урвалд тусалдаг (үүнийг "электролит" гэж нэрлэдэг). Химийн урвал явагдах үед хэлхээний дагуу LED руу урсдаг нэмэлт "электронууд" үүсдэг. LED нь эдгээр электронуудыг Гэрэл болгон хувиргадаг.

Хэрэв та LED -ийг хэдхэн цагийн турш холбож орхивол терминалуудад юу тохиолдохыг хараарай - Та үүрд үргэлжлэх батерей зохион бүтээгээгүй гэж айж байна!

Та зөвхөн 2 нүдээр оролдож болно, LED нь асах ёстой, гэхдээ бүдэг болно. Зөвхөн нэг үүрээр LED хүчийг асаахад хүчдэл хэт бага байх болно, гэхдээ үргэлжлүүлээд үзээрэй.

Батерей нь бидний хүчирхэг хөдөлгөөнт төхөөрөмж, цахилгаан автомашиныг тэжээхэд улам бүр чухал болж байгаа бөгөөд энэ анги нь батерейны технологи сүүлийн 200 жилд маш их урагшилсан боловч сайжруулах талбар байсаар байгааг харуулж байна … магадгүй удахгүй таны гар утас зөвхөн жилд нэг удаа цэнэглэх шаардлагатай!

Хэрэв та магнийн тууз олж чадахгүй бол:

Эцэст нь хэлэхэд хэрэв танд магни байхгүй бол туршилтыг магнийн оронд Алессандро Вольта шиг хийснээр туршиж үзээрэй (зарим цайраар бүрсэн ("цайрдсан" гэж нэрлэдэг) хумсыг ашиглаж болно), гэхдээ та 3 -аас дээш эс ашиглах шаардлагатай байж магадгүй юм. Цайр нь 1 вольт магнитай харьцуулахад нэг эсэд ердөө 0.9 вольт үйлдвэрлэдэг.