Ich arbeite an einer Demo / praktischen Übung für die Grundschulklasse meiner Söhne und habe einige kleine Batterien mit neuseeländischen 10-Cent-Münzen (kupferbeschichtet), Zinkwaschmaschinen und mit Essig getränktem Karton hergestellt. Jede einzelne Zelle misst ungefähr 0,96 Volt, aber wenn ich 4 davon zusammensetze, bekomme ich nur ungefähr 2,6 Volt heraus. Ich frage mich, ob mir etwas an der Natur dieser Batterien nicht bewusst ist, das dazu führt, dass sie sich nicht summieren.
Selbst bei 2,6 Volt, der gleichen Spannung wie bei einem Paar Eneloop AAs, ist die LED überhaupt nicht sehr hell - im Vergleich zum Anschließen an die Eneloop AAs, bei denen die LED ziemlich hell ist. Liegt das an der geringen Stromstärke der Essigbatterie? Würde es besser sein, mehr in Serie zu schalten (oder muss ich eine zweite machen und sie parallel anschließen?).
Ich bin ein bisschen ein Neuling in Sachen Elektronik und lerne es jetzt meistens, da mein Sohn sehr interessiert ist, also habe ich Spaß daran, es mit ihm zu lernen.
Danke für alle Tipps.
Ich habe unten ein Bild angehängt, das das beabsichtigte Endprodukt zeigt (ich drücke die Ober- und Unterseite der LED-Drähte zusammen, um die Schaltung als einfachen Schalter zu vervollständigen). Auf der rechten Seite verwende ich für meine Zellen (abzüglich des Essigs und ohne dass der Karton passend zur Münze geschnitten wird.)
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Antworten:
Sie demonstrieren nicht nur die grundlegende Stromerzeugung, sondern auch, warum wir keinen kommerziellen Strom mit Münzen und Essig aus Neuseeland erzeugen!
simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab
Abbildung 1. Jede Batterie hat einen Innenwiderstand, der mit zunehmendem Strom einen Spannungsabfall verursacht.
Der Innenwiderstand bewirkt einen Spannungsabfall, wenn der Strom zunimmt. Eine einfache Demonstration hierfür besteht darin, das Multimeter wie in der AM1-Position auf mA eingestellt (stellen Sie sicher, dass sich die Kabel in den rechten Buchsen befinden) anzuschließen und in der VM1-Position auf DC V einzustellen.
Es ist schwer zu sagen, warum Sie bei Reihenschaltung nicht viermal 0,96 V erhalten, aber ein Foto kann uns mehr sagen.
Wenn ich mir das Foto ansehe, vermute ich, dass Ihre einzelnen Zellen möglicherweise undicht sind. Wenn die Seiten der Unterlegscheiben oder Münzen nass werden, ist die Zelle teilweise kurzgeschlossen. Um dies zu testen, stellen Sie vier separate Zellen her, die nicht über den Stapel, sondern über Draht verbunden sind.
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Wenn eine Batterie an eine Last angeschlossen ist, fällt ihre Ausgangsspannung aufgrund des Innenwiderstands der Batterie etwas ab.
Wenn Sie eine Batterie bauen, können Sie auf vier einfache Arten den Innenwiderstand der Batterie verringern:
Machen Sie die Elektroden breiter.
Reduzieren Sie den Abstand zwischen den Elektroden. Der Widerstand des Elektrolyten wird proportional zu der Entfernung sein, die der Strom durch ihn laufen muss.
Erhöhen Sie die Ionenkonzentration im Elektrolyten. Die Leitfähigkeit ist etwas proportional zur Ionenkonzentration.
Verwenden Sie einen Elektrolyten mit höherer Ionenmobilität. Der Widerstand des Elektrolyten wird umgekehrt proportional zur Ionenmobilität sein.
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Zusätzlich zum Phänomen des Innenwiderstands, das die Batteriespannung unter Last senkt, sollten Sie den Kommentar von @Jasen zu internen Kurzschlüssen genau beachten. Werfen Sie einen Blick auf Batterien in Industriequalität, und Sie werden feststellen, dass einzelne Zellen niemals Elektrolyt gemeinsam nutzen .
Ich schlage vor, Sie versuchen, einen nicht benetzbaren Film (wie Stücke einer Plastiktüte oder einer Bonbonverpackung) zwischen jede Münze aus einer Zelle und die Waschmaschine aus der nächsten Zelle zu legen. Da sie immer noch elektrisch angeschlossen werden müssen, legen Sie einen kleinen Draht über Ihre Isolationsschicht. Dies sollte Ihre Batterieleistung verbessern und die Gesamtspannung zumindest ohne Last näher an die Summe der Spannungen einzelner Zellen bringen.
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