एक नींबू से बिजली और प्रकाश: ३ कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

ठीक 200 साल पहले इतालवी भौतिक विज्ञानी एलेसेंड्रो वोल्टा ने पहली सच्ची बैटरी का आविष्कार किया था। इस कक्षा विज्ञान प्रयोग में हम एक बहुत ही समान बैटरी को फिर से बना सकते हैं जिसका आविष्कार वोल्टा ने एक नींबू और धातु के दो टुकड़ों से ज्यादा कुछ नहीं किया था। यह एक एलईडी को रोशन करने के लिए पर्याप्त शक्तिशाली है, हम वास्तव में एक नींबू से प्रकाश पैदा कर रहे हैं!

वैसे… वोल्टा की बैटरी में कॉपर, जिंक और खारे पानी में भिगोए हुए कपड़े का इस्तेमाल होता था। हमारे प्रयोग में हम तांबे, मैग्नीशियम और एक नींबू का उपयोग करेंगे लेकिन सिद्धांत एक ही है, हम बिजली बनाने के लिए रासायनिक प्रतिक्रिया का उपयोग कर रहे हैं।

यह परियोजना १०-१५ (यूएस ग्रेड ५-९) के बीच के छात्रों के लिए अभिप्रेत है। पुराने छात्रों को परियोजना को बिना सहायता के पूरा करने में सक्षम होना चाहिए और यह पता लगाने में सक्षम होना चाहिए कि सर्किट क्यों काम नहीं करता है (उदाहरण के लिए नींबू आदि के बीच कनेक्शन अच्छा नहीं है)।

यह परियोजना भौतिकी या सामान्य विज्ञान कक्षाओं के लिए एकदम सही है, लेकिन इसे आईटी वर्ग तक भी बढ़ाया जा सकता है। यह आपके छात्रों को इस बारे में सोचने पर मजबूर कर देगा कि उनके मोबाइल फोन को उनकी शक्ति कहां से मिलती है। वर्ग दिखाता है कि विद्युत प्रवाह बनाने के लिए एक बैटरी रासायनिक प्रतिक्रिया का उपयोग करती है।

आपूर्ति

• आधा नींबू ३ खंडों में कटा हुआ (यानी एक नींबू का ३ x १/६)
• कुछ तांबे के तार (कुल मिलाकर लगभग 12" (20 सेमी) - यह आपके घर के बिजली के सॉकेट में उपयोग किया जाने वाला तार है। यदि आप एक इलेक्ट्रीशियन को जानते हैं तो उनके पास कई ऑफकट्स होंगे जिनका आप उपयोग कर सकते हैं। अन्यथा यह हर हार्डवेयर स्टोर में उपलब्ध है।
• कुछ मैग्नीशियम रिबन (कुल मिलाकर लगभग 3 "(10 सेमी) - यह एक यार्ड (1 मी) के लिए लगभग $ 3 के लिए ऑनलाइन उपलब्ध है। यदि आप इसे प्राप्त नहीं कर सकते हैं तो "जस्ती" नाखून भी काम करेंगे (लेकिन उतने अच्छे नहीं), ये हैं जस्ता से ढके नाखून, हार्डवेयर स्टोर में होंगे। वे देखने में ग्रे और सुस्त दिखते हैं (यानी चमकदार नहीं)।
• एक एलईडी (सामान्य 3v एलईडी), नीले रंग से बचें क्योंकि उन्हें कभी-कभी उन्हें प्रकाश में लाने के लिए अधिक शक्ति की आवश्यकता होती है।

चरण 1: सामग्री तैयार करें और सेल बनाएं

१/२ नींबू लें और चित्र में दिखाए अनुसार ३ टुकड़ों में काट लें

अगले तांबे के तार के 2 टुकड़े लगभग 1 "लंबे काट लें। सुनिश्चित करें कि केबल के चारों ओर कोई रबर ढाल नहीं है, यह "तांबे" रंग का होना चाहिए:-)

अंत में मैग्नीशियम रिबन के 3 टुकड़े लगभग 1 लंबे (कैंची से काटने में आसान)

हम 3 छोटी बैटरी (या "सेल") बनाने जा रहे हैं। प्रत्येक बैटरी में एक नींबू खंड, एक तांबे का टर्मिनल और एक मैग्नीशियम टर्मिनल होता है।

हमें 3 बैटरियों की आवश्यकता क्यों है जो आप पूछते हैं? वैसे प्रत्येक बैटरी लगभग 1 वोल्ट बिजली का उत्पादन करेगी, लेकिन एक एलईडी को काम करने के लिए लगभग 3 वोल्ट बिजली की आवश्यकता होती है। इसलिए यदि हम लगातार ३ बैटरियों को तार करते हैं तो हमारे पास ३ वोल्ट होंगे, यह एलईडी को जलाने के लिए एकदम सही होना चाहिए।

चरण 2: एक पंक्ति में 3 बैटरियों को तार दें

तो हमारे पास 3 बैटरियां हैं, अब हमें उन्हें एक पंक्ति में जोड़ने की आवश्यकता है।

इस स्तर पर जो महत्वपूर्ण है वह यह है कि एक बैटरी से कॉपर टर्मिनल अगली बैटरी के मैग्नीशियम टर्मिनल से जुड़ता है। ऐसा करने का सबसे आसान तरीका तांबे के तार को मोड़ना है ताकि यह एक तंग संबंध बनाने के लिए मैग्नीशियम पर निचोड़ा जाए।

यदि आप गलती से तांबे को तांबे या मैग्नीशियम को प्रत्येक बैटरी के मैग्नीशियम से जोड़ते हैं, तो बैटरी मूल रूप से एक-दूसरे को रद्द कर देगी, जैसे कि आपके टीवी रिमोट कंट्रोल में बैटरी में से एक को गलत तरीके से गोल करना, रिमोट काम नहीं करेगा।

तो अब हमारे पास लगातार 3 बैटरियां हैं।

चरण 3: एलईडी कनेक्ट करें और प्रकाश होने दें

अंत में हम एलईडी को बाईं बैटरी के बाएं टर्मिनल और दाएं बैटरी के दाएं टर्मिनल से जोड़ सकते हैं ताकि विद्युत सर्किट बनाया जा सके।

लेकिन रुकिए - एलईडी इस बात पर बहुत खास है कि यह कैसे जुड़ा है। आप देखेंगे कि एलईडी पर एक पैर दूसरे की तुलना में लंबा है, इसे "एनोड" कहा जाता है, इसे बैटरी के सकारात्मक (+) पक्ष से कनेक्ट करने की आवश्यकता होती है। छोटे पैर को "कैथोड" कहा जाता है, इसे बैटरी के नकारात्मक (-) पक्ष से जोड़ने की आवश्यकता होती है।

लेकिन नींबू बैटरी पर कौन सा सकारात्मक है और कौन सा नकारात्मक टर्मिनल है?

…..तांबा धनात्मक (+) है, इसलिए एलईडी के लंबे पैर को तांबे के तार से कनेक्ट करें और एलईडी के छोटे पैर को मैग्नीशियम टर्मिनल से कनेक्ट करें।

और हे प्रेस्टो एलईडी को प्रकाश देना चाहिए। यदि आप नींबू के खंडों को एक निचोड़ देते हैं तो आप एलईडी चमक को उज्जवल देख सकते हैं क्योंकि टर्मिनलों से बेहतर कनेक्शन बनाने के लिए अधिक रस निकलेगा।

तो इस जादू के पीछे का विज्ञान क्या है?

खैर दो अलग-अलग धातु टर्मिनलों ("इलेक्ट्रोड" कहा जाता है) के बीच एक रासायनिक प्रतिक्रिया हो रही है, नींबू का रस प्रतिक्रिया में मदद करता है (इसे "इलेक्ट्रोलाइट" कहा जाता है)। जब रासायनिक प्रतिक्रिया होती है तो कुछ अतिरिक्त "इलेक्ट्रॉन" बनते हैं जो सर्किट के साथ एलईडी में प्रवाहित होते हैं। एलईडी फिर इन इलेक्ट्रॉनों को लाइट में बदल देती है।

देखें कि यदि आप कुछ घंटों के लिए एलईडी को कनेक्ट छोड़ देते हैं तो टर्मिनलों का क्या होता है - मुझे डर है कि आपने ऐसी बैटरी का आविष्कार नहीं किया है जो हमेशा के लिए चलेगी!

आप केवल 2 कोशिकाओं के साथ भी कोशिश कर सकते हैं, एलईडी को प्रकाश देना चाहिए लेकिन मंद हो जाएगा। केवल एक सेल के साथ यह सुनिश्चित करने के लिए कि एलईडी को प्रकाश में लाने के लिए वोल्टेज बहुत कम होगा, लेकिन आगे बढ़ें और प्रयास करें।

हमारे पावर मोबाइल उपकरणों और इलेक्ट्रिक कारों को पावर देने के लिए बैटरी अधिक से अधिक महत्वपूर्ण होती जा रही है, इस वर्ग से पता चलता है कि पिछले 200 वर्षों में बैटरी तकनीक ने एक लंबा सफर तय किया है लेकिन अभी भी सुधार के लिए बहुत जगह है … शायद जल्द ही आपका मोबाइल फोन केवल साल में एक बार चार्ज करने की जरूरत है!

यदि आपको मैग्नीशियम रिबन नहीं मिल रहा है:

अंत में, यदि आपके पास कोई मैग्नीशियम नहीं है तो आप जिंक का उपयोग करके भी प्रयोग कर सकते हैं जैसे मैग्नीशियम के बजाय एलेसेंड्रो वोल्टा ने किया था (कुछ जस्ता चढ़ाया हुआ (जिसे "जस्ती" कहा जाता है) नाखूनों का उपयोग किया जा सकता है) लेकिन आपको 3 से अधिक कोशिकाओं का उपयोग करने की आवश्यकता हो सकती है चूंकि जिंक मैग्नीशियम के साथ 1 वोल्ट से अधिक की तुलना में प्रति सेल केवल 0.9 वोल्ट का उत्पादन करेगा।