Якщо акумулятора чи батарейки немає, можна виготовити саморобне джерело струму. У склянку з підсоленою водою опускають мідну (це буде “плюс”) та алюмінієву пластини.
Саморобне джерело струму.
Якщо акумулятора чи батарейки немає, можна виготовити саморобне джерело струму. У склянку з підсоленою водою опускають мідну (це буде
“плюс”) та алюмінієву пластини. Вони дадуть напругу 0,5 В яка відчутна для вольтметра. Сполучені послідовно п’ять таких елементів дадуть 2,5 В достатньої для горіння лампочки.
Простий спосіб визначення полярності джерела.
Визначити полярність джерела допоможе сира картоплина. У
її зріз потрібно заглибити обидва виводи від джерела і ввімкнути струм. Через
кілька хвилин біла м’якоть картоплини біля плюсового виводу посиніє, а біля
мінусового залишиться без змін.
Дати створення елементів.
Гальальванічнийний елемент і батарея Вольта |
1799 р. |
Елемент Даніеля |
1836 р. |
Елемент Бунзена |
1840 р. |
Елемент Лекланше |
1878 р. |
Елемент Яблочкова |
1880 р. |
Акумулятор Едісона |
1901 р. |
Паливний елемент П.М.Яблочкова.
Елемент Яблочкова являє собою горизонтальну чашу із вугілля або свинцю, заповнену дрібно подрібленим вугіллям або губчатим свинцем в залежності від матеріалу чаши. Через отвір в дні в подріблену масу подавався водень. Чаша закривалась картонною або войлочною накладкою, до якої щільно притискалась пластинка із пористого вугілля. В порах цієї пластинки концентрувався кисень із оточуючого повітря.
Пластинка служила анодом, чаша – катодом.
Види гальванічних елементів.
Елемент |
ЕРС у Вольтах |
Даніеля. Цинк у розчині кислоти (5 - 10 % кислоти), мідь в насиченому розчині мідного купоросу; пориста посудина. Бунзена. Цинк у розчині сірчаної кислоти, вуглина в міцній азотній кислоті; пориста посудина. Мейдінгера. Цинк у розчині сіркокислого магнію (MgSO4), мідь у насиченому розчині мідного купоросу. Крюгера. Цинк у розчині цинкового купоросу, вкрита міддю свинцева пластинка у насиченому розчині мідного купоросу. Хромовий. Цинк і вуглина у водному розчині хромпіку K2Cr2O7 і сірчаної кислоти (приблизно 100 частин води, 16 частин хромпіку, 37 частин сірчаної кислоти). Лекланше. Цинк і вуглина з перекисом марганцю у розчині нашатирю (хлористого амонію). Яблочкова. Складені пластинки з вугілля і металевого натрію; діяв під впливом вологи повітря. Свинцевий акумулятор. Свинець і перекис свинцю у розчині сірчаної кислоти. Акумулятор Едісона. Порошкоподібне залізо і перекис нікелю у 21-процентному розчині їдкого калію КОН.
|
1,1
1,8
1,0
1,0
2,0
1,5
4,0
2,0
1,3 |
Елемент Даніеля.
Це елемент з двома
рідинами. Посудина розділена на дві половини пористою перегородкою. В одну
половину налитий розчин мідного купу русу, в другу – розчин сірчаної кислоти в
воді. В мідний купорос опущений мідний електрод, в сірчану кислоту - цинковий.
Роль перегородки полягає в тому, щоб не допускати змішування рідин і переходу
мідного купоросу до цинку, інакше почнеться хімічна реакція подвійного обміну і
мідь почне осідати на цинку.
Елемент і батарея Вольта.
Вольта виявив що прикладені
одна до одної цинкова і мідна пластинки при їх роз’єднанні виявляються
наелектризованими. Досліджуючи різноманітні метали, він встановив так званий
ряд напруг Вольта. Напруга, яка виникає при дотику двох будь-яких металів, тим
більша, чим дальше розміщені вони один від одного в цьому ряду. Ряд Вольта: +
цинк, олово, свинець, залізо, латунь, бронза, мідь, платина, золото, срібло - .
при цьому Вольта встановив що якщо скласти коло із всіх перелічених (або
частини) металів в вказаній послідовності, то напруга на кінцях ряду цинк –
срібло буде такою самою, як і при безпосередньому з’єднанні цинку і срібла.
Явище виникнення різниці потенціалів при контакті двох різнорідних металів (контактної різниці потенціалів) пояснюється як наслідок дифузії електронів. Електрони переходять через контакт здебільш із того металу, де їх зв’язок з решіткою металу слабший, в той, де цей зв’язок сильніший.
Вольта побудував батарею (вольтів стовп) – як з’єднання багатьох мідно-цинкових пар розділених сукняними або картонними прокладками. Цинкова пластинка мала
від’ємний потенціал а мідь додатній. Елементарною коміркою тут була комбінація мідного і цинкового кружків разом з вологою прокладкою.
Саморобний вольтів стовп.
Можна виготовити саморобний вольтів стовп із стовпчика мідних трьохкопійчаних монет (радянських) і цинкових кружечків відповідного діаметра, переклавши їх змоченими розчином нашатирю картонними прокладками.
.
Елемент Калло.
Можна не використовувати
пористої перегородки, якщо скористатися різницею в густині розчину мідного
купоросу і розчину сірчаної кислоти. Ця ідея втілена в різновидності елемента
Даніеля - елементі Калло. На дно скляної банки кладеться мідний кружок. В центрі
кружка припаюється кінець ізольованого дроту. Другий електрод із цинку в
вигляді циліндра підвішується на краях банки. На дно банки насипають мідний
купорос і заливають водою. Кислота в верхній частині утворюється під час роботи
елемента.
Література.
1. О.Й.Бачинський, В.В.Путілов. Довідник з фізики. Радянська школа. Київ. 1953.
2. М.И.Блудов. Беседы по физике ч.ІІ. Москва.
Просвещение. 1973.