Menemukan dirinya di pulau terpencil, Robinson modern dapat memanjakan diri dalam kesenangan menggunakan pemutar, smartphone, atau senter saku, asalkan ia dapat mengekstraksi listrik dari kelapa dan pisang.
Tentunya banyak ahli fisika yang ingat atau pernah mendengarnya dari kentang biasa, dan tidak hanya dari mereka, Anda bisa mendapatkan listrik.
Apa yang diperlukan untuk ini, dan apakah mungkin dengan cara ini menyalakan senter berdaya rendah, jam LED yang ditenagai oleh baterai bulat 1-2 Volt, atau membuat penerima radio berfungsi?
Dan ya dan tidak, mari kita lihat lebih dekat.
Untuk memahami bahwa tegangan dari kentang bukanlah fiksi, tetapi hal yang sangat nyata, cukup dengan menempelkan probe tajam dari multimeter ke dalam satu kentang dan Anda akan segera melihat beberapa milivolt di layar.
Jika Anda sedikit memperumit desain, misalnya, memasukkan elektroda tembaga atau koin perunggu ke dalam umbi di satu sisi, dan sesuatu yang terbuat dari aluminium atau galvanis di sisi lain, maka level tegangan akan meningkat secara signifikan.
Jus kentang mengandung garam dan asam terlarut, yang pada dasarnya merupakan elektrolit alami.
Video promosi:
Ngomong-ngomong, lemon, jeruk, apel bisa digunakan dengan kesuksesan yang sama. Dengan demikian, semua produk ini tidak hanya dapat memberi makan orang, tetapi juga peralatan listrik.
Di dalam buah dan sayuran seperti itu, karena oksidasi, elektron akan lepas dari anoda terendam (kontak galvanis). Dan mereka akan tertarik ke kontak lain - tembaga. Namun, jangan bingung, listrik tidak dihasilkan langsung dari kentang di sini. Itu diproduksi dengan baik tepat karena proses kimia antara tiga elemen:
- seng
- tembaga
- asam
Dan kontak senglah yang berfungsi sebagai bahan habis pakai di sini. Semua elektron mengalir darinya. Dalam kondisi tertentu, tanah tanah pun dapat menyediakan listrik. Kondisi utamanya adalah keasamannya.
Baterai tanah
Meningkatnya keasaman tanah merupakan masalah bagi ahli agronomi, tetapi menyenangkan bagi para insinyur listrik. Kandungan ion hidrogen dan aluminium di bumi memungkinkan Anda untuk benar-benar memasukkan dua batang (seperti biasa, seng dan tembaga) ke dalam panci dan mendapatkan listrik. Hasil kami 0,2 V. Untuk meningkatkan hasil, tanah harus disiram.
Penting untuk dipahami bahwa listrik tidak dihasilkan dari lemon atau kentang. Ini sama sekali bukan energi ikatan kimia dalam molekul organik, yang diserap oleh tubuh kita sebagai hasil dari konsumsi makanan. Listrik dihasilkan oleh reaksi kimia yang melibatkan seng, tembaga, dan asam, dan di baterai kami adalah paku yang berfungsi sebagai bahan habis pakai.
Merakit baterai dari kentang
Jadi, inilah yang Anda butuhkan untuk merakit baterai kapasitif yang lebih atau kurang:
Kentang, beberapa potong, karena salah satunya akan sedikit berguna.
Tembaga, sebaiknya kabel inti tunggal, semakin besar penampang, semakin baik.
Paku atau sekrup galvanis dan tembaga (hanya kawat yang bisa digunakan).
Paku akan memainkan peran utama dalam menghasilkan listrik untuk senter, paku galvanis adalah kontak negatif (anoda), paku berlapis tembaga adalah nilai tambah (katoda).
Jika Anda menggunakan paku sederhana dan bukan paku galvanis, Anda akan kehilangan tegangan hingga 40-50%. Tetapi sebagai opsi, itu akan tetap berfungsi.
Hal yang sama berlaku untuk penggunaan kawat aluminium sebagai pengganti paku. Pada saat yang sama, peningkatan jarak antara elektroda dalam satu kentang tidak memiliki peran khusus.
Ambil kabel tembaga (inti mono) dengan penampang 1,5-2,5mm2, panjang 10-15cm. Keluarkan dari isolasi dan ikat ke anyelir.
Yang terbaik tentu saja adalah menyolder, maka kehilangan tegangan akan jauh lebih sedikit.
Satu paku tembaga di satu sisi kawat dan digalvanis di sisi lain.
Selanjutnya, taruh kentang dan tempelkan paku ke dalamnya secara konsisten. Dalam hal ini, paku yang berbeda ditancapkan ke setiap umbi, dari pasangan kabel yang berbeda. Artinya, Anda harus memiliki satu kontak seng dan satu kontak tembaga di setiap kentang.
Umbi yang berbeda dihubungkan satu sama lain, hanya melalui paku yang terbuat dari bahan yang berbeda - tembaga + seng - tembaga + seng, dll.
Pengukuran tegangan
Misalkan Anda memiliki tiga kentang, dan Anda menghubungkannya seperti yang dijelaskan di atas. Untuk mengetahui berapa besar tegangannya, gunakan multimeter.
Alihkan ke mode pengukuran tegangan DC dan sambungkan probe pengukur ke konduktor kentang ekstrem, mis. ke kontak positif awal (tembaga) dan kontak negatif akhir (seng).
Bahkan tiga kentang berukuran sedang dapat menghasilkan hampir 1,5 Volt.
Namun, jika, kurangi semua resistansi transisi secara maksimal, dan untuk ini:
- gunakan bukan paku sebagai elektroda tembaga, tetapi kabel tempat sirkuit dirakit
- gunakan solder di kontak
maka hanya 4 kentang yang mampu menghasilkan hingga 12 volt!
Jika senter murah Anda ditenagai oleh tiga baterai AA, maka Anda akan membutuhkan sekitar 5 volt untuk menyala dengan sukses. Artinya, saat menggunakan kabel biasa, Anda membutuhkan kentang setidaknya tiga kali lebih banyak.
Untuk ini, ngomong-ngomong, tidak perlu mencari umbi tambahan, cukup memotong umbi yang ada menjadi beberapa bagian dengan pisau. Kemudian lakukan prosedur yang sama dengan kabel dan kancing.
Masukkan satu tiang galvanis dan satu tiang tembaga ke setiap umbi potong. Akibatnya, sangat mungkin untuk mendapatkan tegangan konstan lebih dari 5,5V.
Apakah mungkin, secara teoritis, untuk mendapatkan 5 volt dari satu kentang dan pada saat yang sama memastikan bahwa seluruh unit tidak lebih besar dari ukuran baterai jari? Itu mungkin dan sangat mudah.
Potong potongan-potongan kecil inti dari kentang, dan letakkan di antara elektroda datar, misalnya, koin dari berbagai logam (perunggu, seng, aluminium).
Pada akhirnya, Anda akan mendapatkan sesuatu seperti sandwich. Bahkan satu bagian dari rakitan semacam itu mampu menghasilkan hingga 0,5V!
Dan jika Anda mengumpulkan beberapa dari mereka bersama-sama, maka nilai yang diperlukan hingga 5V akan dengan mudah diperoleh pada output.
Kekuatan saat ini
Tampaknya semuanya, tujuan telah tercapai, dan tetap hanya menemukan cara untuk menghubungkan kabel ke kontak daya senter atau LED.
Namun, setelah melakukan prosedur ini dan telah menyusun konstruksi beberapa kartu yang tidak lemah, Anda akan sangat kecewa dengan hasil akhirnya.
LED berdaya rendah tentu saja akan menyala, bagaimanapun juga, Anda masih menerima tegangan. Namun, tingkat kecerahan cahayanya akan sangat redup. Mengapa ini terjadi?
Karena, sayangnya, sel galvanik memberikan arus yang dapat diabaikan. Ini akan sangat kecil sehingga tidak semua multimeter dapat mengukurnya.
Seseorang akan berpikir, karena tidak ada cukup arus, Anda perlu menambahkan lebih banyak kentang dan semuanya akan berhasil.
Tentunya peningkatan umbi yang signifikan akan meningkatkan tegangan kerja.
Ketika puluhan dan ratusan kentang dihubungkan secara seri, tegangan akan meningkat, tetapi yang paling penting tidak akan - kapasitas yang cukup untuk meningkatkan kekuatan saat ini.
Dan semua desain ini tidak akan cocok secara rasional.
Cara praktisnya dengan kentang rebus
Tapi tetap, adakah cara sederhana untuk meningkatkan daya baterai semacam itu dan mengurangi ukurannya? Ya ada.
Misalnya, jika untuk tujuan ini Anda tidak menggunakan kentang mentah, tetapi kentang rebus, maka kekuatan sumber listrik semacam itu meningkat beberapa kali lipat!
Gunakan baterai C (R14) atau D (R20) lama untuk desain ringkas yang nyaman.
Hapus semua isi di dalamnya (tentu saja, kecuali batang grafit).
Alih-alih mengisinya, isi seluruh ruang dengan kentang rebus.
Kemudian pasang baterai dalam urutan terbalik.
Bagian seng dari wadah baterai lama memainkan peran penting di sini.
Total area dinding bagian dalam jauh lebih besar dari sekedar anyelir yang ditancapkan ke dalam kentang mentah.
Karenanya daya dan efisiensi tinggi.
Satu catu daya seperti itu akan dengan mudah menghasilkan hampir 1,5 volt, seperti halnya baterai AA kecil.
Tapi yang terpenting bagi kami bukanlah volt, tapi milliamps. Jadi, upgrade "rebus" seperti itu mampu menyediakan arus hingga 80mA.
Baterai ini dapat memberi daya pada penerima atau jam LED elektronik.
Selain itu, seluruh perakitan akan bekerja bukan untuk detik, tetapi untuk beberapa menit (hingga sepuluh). Lebih banyak baterai dan kentang, lebih banyak masa pakai baterai.
Baterai lemon
Baterai asetat. Baki es batu dapat membantu Anda mendesain baterai multisel dengan cuka sebagai elektrolitnya. Gunakan sekrup galvanis dan kawat tembaga sebagai elektroda. Setelah mengisi baterai dengan cuka dan menghubungkan lampu LED ke baterai, coba isi dan aduk garam meja secara bertahap ke dalam sel: kecerahan cahaya akan bertambah di depan mata kita.
Buah-buahan yang berair, kentang muda, dan makanan lainnya dapat menjadi makanan tidak hanya untuk manusia, tetapi juga untuk peralatan listrik. Untuk mendapatkan listrik dari mereka, Anda membutuhkan paku atau sekrup galvanis (yaitu, hampir semua paku atau sekrup) dan sepotong kawat tembaga. Untuk merekam keberadaan listrik, multimeter rumah tangga akan berguna, dan lampu LED atau bahkan kipas yang bertenaga baterai akan membantu menunjukkan keberhasilan dengan lebih jelas.
Hancurkan lemon di tangan Anda untuk menghancurkan partisi bagian dalam, tetapi jangan merusak kulitnya. Masukkan paku (sekrup) dan kabel tembaga sehingga kedua elektroda sedekat mungkin, tetapi tidak bersentuhan. Semakin dekat jarak elektroda, semakin kecil kemungkinannya untuk dipisahkan oleh sekat di dalam buah. Pada gilirannya, semakin baik pertukaran ion antara elektroda di dalam baterai, semakin besar dayanya.
Inti dari percobaan ini adalah menempatkan elektroda tembaga dan seng di lingkungan yang asam, baik itu mandi lemon atau cuka. Paku akan berfungsi sebagai elektroda negatif, atau anoda. Kawat tembaga ditetapkan sebagai elektroda positif, atau katoda.
Dalam lingkungan asam, reaksi oksidasi terjadi pada permukaan anoda, di mana elektron bebas dilepaskan. Setiap atom seng meninggalkan dua elektron. Tembaga adalah zat pengoksidasi kuat dan dapat menarik elektron yang dilepaskan oleh seng. Jika Anda menutup sirkuit listrik (menghubungkan bola lampu atau multimeter ke baterai improvisasi), elektron akan mengalir dari anoda ke katoda melaluinya, yaitu listrik akan muncul di sirkuit.
