Меню

Яблоки как источники тока

3. Зарубежный опыт использования альтернативных источников энергии

Первая в мире силовая установка, топливом для которой служит скорлупа орехов, была официально открыта 18 сентября в Гимпи, к северу от Брисбена, на юго-восточном побережье Австралии. В первый год она должна обеспечить электричеством порядка 1200 домов провинции Квинсленд. Зеленый генератор, строительство которого обошлось в 3 миллиона австралийских долларов, является плодом совместного предприятия, созданного правительственной компанией Ergon Energy и расположенной в Гипми компанией Suncoast Gold Macadamias, третьего по величине в мире производителя орехов. Каждый час эта электростанция будет перерабатывать до 1.680 килограммов ореховой скорлупы, производя при этом 1,5 мегаватта электричества.

В индийском городе Тирупати ученые университета решили использовать фрукты, овощи и отходы от них для производства альтернативных источников питания для несложной бытовой техники с низким потреблением энергии. Батарейки содержат внутри пасту из переработанных бананов, апельсиновых корок, и других овощей, и фруктов. В которую внедрены электроды из цинка и меди. Одновременное действие четырех таких батареек позволяет запустить стенные часы, пользоваться электронной игрой и карманным калькулятором, а для ручных часов и одной батарейки хватает. Новинка индийской электроники рассчитана, прежде всего, на жителей сельских районов страны, которые могут сами заготавливать фруктово-овощные ингредиенты для подзарядки биобатареек.

А в 2010 году японская компания «Сони» представила на научном конгрессе в США миниатюрную электрическую батарею, работающую на фруктовом соке. Сделанная учеными компании «биобатарейка» размером 2 на 4 сантиметра и мощностью 10 милливатт может использоваться в мобильных телефонах, ноутбуках, плейерах. 8 миллилитров сока хватает примерно на 1 час. Работа над необычным источником питания велась специалистами «Сони» на протяжении нескольких лет в строгом секрете. В 2007 году был изготовлен действующий опытный образец мощность 1,5 милливатта, в 2009 году — мощностью 5 милливатт. Сейчас компания считает новинку достойной представления массовому потребителю.

4. Практическая часть

4.1. Состав фруктов и овощей

Растения содержат 6498% воды, углеводы, органические кислоты (яблочную, лимонную, винную, бензойную, муравьиную), азотистые вещества, жир, дубильные и красящие вещества, эфирные масла, ферменты, фитонциды, витамины, минеральные вещества.

Фрукты содержат органические кислоты: например, лимонная кислота присутствует в апельсинах, лимонах и других цитрусовых, яблочная кислота в яблоках и винная кислота в винограде. Именно соотношение сахара и кислотности чаще всего используется в технологических характеристиках фруктовых продуктов.

Яблочная кислота найдена в яблочном и виноградном соке, ее так же можно обнаружить в соке из крыжовника и ревеня. В незначительных количествах присутствуют другие органические кислоты: молочная, янтарная, глицериновая, изолимонная. Одним из преимуществ содержания во фруктах различных органических кислот является широкий диапазон pH , встречающийся во фруктовых группах.

Соотношение кислоты и щелочи в каком-либо растворе называется кислотно-щелочным равновесием (КЩР), хотя физиологи считают, что более правильно называть это соотношение кислотно-щелочным состоянием. КЩР характеризуется специальным показателем рН (powerHydrogen «сила водорода»), который показывает число водородных атомов в данном растворе. При рН, равном 7,0, говорят о нейтральной среде. Чем ниже уровень рН, тем среда более кислая (от 6,9 до 0). Щелочная среда имеет высокий уровень рН (от 7,1 до 14,0). [14]

Таким образом, мы видим, что большинство фруктов содержит в своем составе слабые растворы кислот. Именно поэтому их можно легко превратить в простейший гальванический элемент.

Создание и исследование источников электрической энергии из овощей и фруктов

Для проведения экспериментов мне понадобились (Приложение 1, фото 2):

фрукты и овощи (лимон, яблоко, сырой картофель, свежий огурец);

медные и оцинкованные пластины;

Измерение силы тока и напряжения, вырабатываемого одним элементом

Медную и цинковую пластину вставляем в овощи или фрукты. Далее я экспериментально измерила с помощью мультиметра и проанализировала силу тока и напряжение таких батарей.

Источник

Исследовательская работа по физике на тему «Сила тока в овощах и фруктах»

Работа посвящена необычным источникам энергии. В окружающем нас мире очень важную роль играют химические источники тока. Они используются в мобильных телефонах и космических кораблях, в крылатых ракетах и ноутбуках, в автомобилях, фонариках и обыкновенных игрушках.

Каждый день человек сталкивается с батарейками, аккумуляторами, топливными элементами.

Слово «энергия» прочно вошло в обиходный словарь начала XXI в. человечество в последнее время сталкивается с дефицитом энергоресурсов. Грядущее истощение запасов нефти и газа побуждает ученых искать новые возобновляемые источники энергии.

Возобновляемые источники сырья и способы получения из них энергии – магистральная тема многих университетских исследований. Лаборатория в Нидерландах изучает возможность получения электричества из растений, точнее, из корневой системы растений и из бактерий, находящихся в почве. Энергия солнца, энергия ветра, энергия приливов и отливов возобновляемым источникам энергии в последнее время все чаще причисляют и растения. Ведь только зеленое растение является той единственной в мире лабораторией, которая усваивает солнечную энергию и сохраняет ее в виде потенциальной химической энергии органических соединений, образующихся в процессе фотосинтеза.

Один из альтернативных источников энергии – процесс фотосинтеза. Процесс фотосинтеза, протекающий в клетке растения, является одним из главных процессов

В ходе него происходит не только разделение молекул воды на кислород и водород, но и сам водород в какой-то момент оказывается разделенным на составные части — отрицательно заряженные электроны и положительно заряженные ядра.

Так что, если в этот момент ученым удастся «растащить» положительно и отрицательно заряженные частицы в разные стороны, то, по идее, можно получить замечательный живой генератор, топливом для которого служили бы вода и солнечный свет, а кроме энергии, он бы еще производил и чистый кислород.

Возможно, в будущем такой генератор и будет создан. Но для осуществления этой мечты нужно отобрать наиболее подходящие растения, а может быть, даже научиться изготавливать хлорофилловые зерна искусственно, создать какие-то мембраны, которые бы позволили разделять заряды.

Данные исследований лаборатории молекулярной биологии и биофизической химии «Московского физико-технического университета» по созданию таких мембран показали, что живая клетка, запасая электрическую энергию в митохондриях, использует ее для произведения очень многих работ: строительства новых молекул, затягивания внутрь клетки питательных веществ, регулирования собственной температуры. С помощью электричества производит многие операции и само растение: дышит, движется (как это делают листочки всем известной мимозы-недотроги), растет.

Читайте также:  Шунты для пост тока

Описание исследования

Объект исследования: сила тока в овощах и фруктах.

Предмет исследования: сила тока и напряжения в овощах и фруктах.

Цель исследования: исследование овощей и фруктов как природных источников тока.

Задачи исследования:

  1. Экспериментальным путем узнать силу тока в разных овощах и фруктах.
  2. Собрать овощную цепь, найти лучший экземпляр и запитать светодиод.
  3. Анализ.

Вывод по результатам исследования: из овощей и фруктов можно получить электрический ток, однако напряжение в каждом из них разное. Фруктовые батарейки дают очень слабый ток в цепи. Однако развитие данного направление — это огромный вклад в вопросы мировой экологии, и оно непременно должно развиваться дальше

Основная часть

1.1. Описание и анализ проблемной ситуации

В настоящее время хозяйственная деятельность человека все чаще становится основным источником загрязнения окружающей среды. Мы и не подозреваем, к чему приводит наше легкомысленное отношение к правилам утилизации отходов. Природа не в силах «переварить» весь мусор. Например для разложения выработавших свой ресурс пальчиковых батареек требуется не менее 10 лет.

Подсчитано, что одна пальчиковая батарейка, беспечно выброшенная в мусорное ведро, может загрязнить тяжелыми металлами около 20 квадратных метров земли, а в лесной зоне это территория обитания двух деревьев, двух кротов, одного ежика и нескольких тысяч дождевых червей! В батарейках содержится множество различных металлов — ртуть, никель, кадмий, свинец, литий, марганец и цинк, которые имеют свойство накапливаться в живых организмах, в том числе и в организме человека, и наносить существенный вред здоровью.

А что если заменить эти батарейки экологически чистыми источниками электрического тока? Наверняка многие слышали, что можно экономить на обычных батарейках, заменяя их фруктовыми. Российские ученые давно выяснили, что обычные овощи и фрукты полезны не только с точки зрения питания. Апельсины, лимоны и другие фрукты и овощи — это идеальный электролит для выработки бесплатного электричества, правда не столь мощного, как у обычных батареек.

Индийские ученые предлагают использовать фрукты, овощи и отходы от них при производстве источников питания для несложной бытовой техники с низким потреблением энергии. Внутри необычных батареек — паста из переработанных бананов, апельсиновых корок и других овощей-фруктов и электроды из цинка и меди. Одновременное действие четырех таких батареек позволит запустить стенные часы, пользоваться электронной игрой и карманным калькулятором, а для ручных часов и одной батарейки хватит.

1.2. Электрический ток

Что называют электрическим током? И что необходимо для его возникновения и существования в течение нужного нам времени?

Электрический ток — это упорядоченное движение заряженных частиц

Чтобы получить электрический ток в проводнике и поддерживать его длительное время, необходим источник электрического тока. Источники тока бывают различные, но во всяком из них совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц. Разделенные частицы накапливаются на полюсах источника тока. Один полюс источника тока заряжается положительно, другой – отрицательно.

В источниках тока в процессе работы по разделению заряженных частиц происходит превращение механической, внутренней, химической энергии в электрическую. Наиболее распространенными источниками тока являются химические. Например, гальванический элемент. В гальваническом или химическом источнике происходят химические реакции, и внутренняя энергия, выделяющаяся при этих реакциях, превращается в электрическую.

1.3. История создания химических источников тока

История химических источников тока началась один из ноябрьских дней 1770 года, когда профессор анатомии и физиологии Белонского университета Луиджи Гальвани был поражен странным явлением: находившиеся на столе обезглавленные лягушки, над которыми производил опыты Л. Гальвани, вздрагивали. Особенно сильное сокращение мышц наблюдалось, когда соединяющая проволока оказывалась состоящей из двух металлов – меди и цинка.

Гальвани был физиологом, а не физиком, поэтому он видел причину явления в «животном электричестве». Опыты Гальвани очень заинтересовали его соотечественника, физика Алессандро Вольта. Вместо теории «животного электричества» он выдвинул теорию «металлического электричества»

Вольта доказал, что различные металлы, соединенные через проводящий электролит (прокладки в кислоте), дают электрический ток. В честь Вольта единица напряжения тока и названа вольтом. А в честь Гальвани, хоть он и ошибался, все источники электричества, подобные описанному, стали называть гальваническими элементами. При этом к созданию гальванических элементов Гальвани не имел никакого отношения!

В действительности оказалось, что Гальвани не так уж и ошибался – живые ткани все-таки вырабатывают электричество, но чрезвычайно малой мощности.

Вольтовый столб Вольтовый столб

Всего через год после этого, в 1803 году, русский физик Василий Петров для демонстрации электрической дуги собрал самую мощную химическую батарею, состоящую из 4200 медных и цинковых электродов. Выходное напряжение этого монстра достигало 2500 вольт. Впрочем, ничего принципиально нового в этом «вольтовом столбе» не было.

Элемент Даниэля Элемент Даниэля

В 1836 году английский химик Джон Дэниель усовершенствовал элемент Вольта, поместив цинковый и медны й электроды в раствор серной кислоты. Эта конструкция стала называться «элементом Даниэля».
В 1859 году французский физик Гастон Плантэ изобрел свинцово-кислотный аккумулятор. Этот тип элемента и по сей день используется в автомобильных аккумуляторах.

Свинцово-кислотный и марганцево-цинковый аккумуляторы Свинцово-кислотный и марганцево-цинковый аккумуляторы

Начало промышленного производства первичных химических источников тока было заложено в 1865 г. французом Ж.Л. Лекланше, предложившим марганцево-цинковый элемент с солевым электролитом.

В 1890 году в Нью-Йорке Конрад Губерт, иммигрант из России, создает первый карманный электрический фонарик. А уже в 1896 году компания NationalCarbon приступает к массовому производству первых в мире сухих элементов Лекланше «Columbia». Самый долгоживущий гальванический элемент серно-цинковая батарея, изготовленная в Лондоне в 1840 г. До 1940 г. марганцево-цинковый солевой элемент был практически единственным используемым химическим источником тока.

Серно-цинковая батарея Серно-цинковая батарея

1.4. Принцип действия химических источников тока

Химическими источниками тока — это устройства, вырабатывающие электрический ток за счет энергии окислительно-восстановительных реакций химических реагентов.
Основу химических источников тока составляют два металлических электрода: катод, содержащий окислитель, и анод, содержащий восстановитель, контактирующие с электролитом.

Действие химических источников тока основано на двух пространственно раздельных процессах: при замкнутой внешней цепи на катоде происходит реакция окисления, образующиеся свободные электроны переходят по внешней цепи к аноду, где они участвуют в реакции восстановления. Таким образом, поток отрицательно заряженных электронов по внешней цепи идет от анода к катоду, то есть от отрицательного электрода (отрицательного полюса химического источника тока) к положительному. Это соответствует протеканию электрического тока в направлении от положительного полюса к отрицательному, так как направление тока совпадает с направлением движения положительных зарядов в проводнике.

Читайте также:  Испытание трансформаторов тока как проводится

В современных химических источниках тока используются:

  • на аноде в качестве восстановителя — свинец, кадмий, цинк и другие металлы;
  • на катоде в качестве окислителя — оксид свинца, медь;
  • в качестве электролита — растворы щелочей, кислот или солей.

Исследовательская часть

Для эксперимента мне понадобились:

  • Фрукты и овощи (лимон, груша, 3 яблока, картофель, лук, капуста).
  • Провода, зажимы.
  • Мультиметр.
  • Латунные, железные, медные гвоздики.
  • Светодиод.

Измерение напряжения, силы тока овощей и фруктов

Измерения проводились с помощью мультиметра выставленного в положение силы тока мкА (в некоторых случаях в мА). Напряжение V выставлено до 2В. Медный, латунный и железный гвоздик вставляем в овощи или фрукты. Далее экспериментально измеряем с помощью мультиметра и анализируем силу тока и напряжение таких батарей.

1. Лимон

Измерение силы тока и напряжения на лимоне Измерение силы тока и напряжения на лимоне

На снимке видно, что сила тока в данном фрукте составила 43,5 мкА, а напряжение составляет 0,947В.

2. Груша

Сила тока и напряжение груши Сила тока и напряжение груши

Сила тока на показанном фото составляет 178,8 мкА, а напряжение 1,002 В.

3. Яблоки
В работе было протестировано 3 яблока.

Измерение показателей яблока 1 Измерение показателей яблока 1

Яблоко 1: Сила тока 95,6 мкА, а напряжение 0,983 В.
Яблоко 2: сила тока составляет 115,5 мкА, а напряжение 1,005В.
Яблоко 3: сила тока 109,3 мкА, а напряжение 0,944 В.

6. Картофель

Измерение силы тока и напряжения картофеля Измерение силы тока и напряжения картофеля

Сила тока на изображенном фото составляет 101,0 мкА, а напряжение 0,905 В.

7. Вареный картофель

Измерение силы тока и напряжения вареного картофеля Измерение силы тока и напряжения вареного картофеля

На изображенном фото сила тока в овоще составляет 1,441 мА, а напряжение 0,819 В.

8. Лук

Измерение лука мультиметром Измерение лука мультиметром

На показанном фото показано, что измеренная мультиметром сила тока составляет – 91,8 маК, а напряжение 0.819 В.

9. Запеченное яблоко

Производим замеры запеченного яблока Производим замеры запеченного яблока

В эксперименте с запеченным яблоком сила тока составила 1,690 мА, а напряжение 0,690В.

10. Капуста

Результаты измерения капусты Результаты измерения капусты

На представленном фото сила тока в капусте составляет 7,33 мкА, а напряжение 0,844 В.

Анализ измерений

Анализируя показатели мулитиметра выставленного в положении мкА и В, можно сказать что, сила тока в овощах и фруктах присутствует, причем в сырых и вареных овощах значения разные. Данные предоставлены в таблице ниже.

Источник

Как сделать батарейку из лимона или яблока

Как сделать батарейку из лимона или яблока

Для этих целей понадобится:
— стальной контакт (гвоздь, скрепка, кусочек стальной проволоки, стальная монета и так далее. );
— медный контакт (медная монета, кусочек медного провода, любая медная пластинка и т.п.);
— лимон, а если будет использоваться яблоко, нужно выбирать как можно более кислое;
— два проводка для подключения к «батарейке».

Этап 1. Ищем подходящий «источник энергии»
Проще всего, находясь на даче, селе или просто заблудившись в лесу, найти яблоко. Наилучшим вариантом будет кислое яблоко, так как кислота является ключевым компонентом в работе «батарейки». Если же есть лимон, то это самый подходящий вариант. Также можно использовать апельсины, киви и прочие подобные фрукты.

Этап 2. Устанавливаем контакты
В лимон или яблоко нужно вставить контакты, предварительно их нужно хорошенько зачистить с помощью наждачной бумаги, напильника, ну или же потереть о камень. Контакты вставляются на расстояние 2-3 сантиметра друг от друга. Чем шире и длиннее будут вставленные электроды, тем больше напряжения будет вырабатывать батарейка. Если в качестве контактов выступают монеты, то их нужно вставлять параллельно.

Этап 3. Подключаем батарейку
Теперь остается присоединить два проводка к установленным контактам. Их можно просто аккуратно воткнуть в лимон или яблоко вместе с контактами. Вот и все, батарейка готова к использованию. На медном электроде будет плюс, а на стальном минус. Напряжение будет зависеть от площади электродов и кислотности яблока или лимона.


Этап 4. Заряжаем лимоны
Интересен тот факт, что созданные таким образом «батарейки» вполне можно заряжать. Для этих целей можно воспользоваться зарядным устройством от мобильного телефона. Автор для этих целей решил использовать батарейку типа «Крона».

Красный плюсовой провод подключается к медному электроду, а черный минусовой к стальному. После зарядки на контактах «лимона» появится напряжение уже в 1-1.3 Вольта.

Источник



ИССЛЕДОВАНИЕ II. Сделаем источник тока из яблока.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 34

ИЗМЕРЕНИЕ ЭДС И ВНУТРЕННЕНЕГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКА ТОКА

♦ Обязательная простая, полезная и приятная работа для «продвинутых» восьмиклассников или для всех десятиклассников.

Исследование 1: батарейка (от 1,5 до 9 В), лучше 2-3 штуки разного вида, мультиметр (измерение напряжения 2В и тока до 10А), провода.

Исследование 2: яблоко (другой фрукт или картошка), пластинки или толстые проволочки из двух разных металлов (например, медь и алюминий). Провода, «крокодилы», резистор с известным сопротивлением 10-30 кОм.

Мультиметр или стрелочный микроамперметр для измерения малых токов (100 — 500 мкА).

♦ Настоящий чувствительный стрелочный микроамперметр для второй части работы весьма желателен- работа получится более красивой. Если его нет, придется пользоваться мультиметром.

— Научиться проверять батарейку амперметром.

— Измерить внутреннее сопротивление батарейки.

— Сделать источник тока из яблока, измерить его ЭДС и внутреннее сопротивление.

— Понять, зачем батарейки включают параллельно и последовательно.

ПРОВЕРКА ПО ТЕОРИИ

0. Сдайте проверку по вопросам:

«Напряжение», «ЭДС», сопротивление, закон Ома для участка цепи и для замкнутой цепи. Как измерить ЭДС батарейки? Людям, не понимающим, о чём идет речь, выполнять эту работу рано.

Рассмотрим простую цепь, где источник тока замкнут на резистор. Закон Ома (для цепи с ЭДС) утверждает, что сила тока в цепи равна отношению ЭДС к сумме всех сопротивлений в этой цепи, включая внутреннее сопротивление источника тока.

ИССЛЕДОВАНИЕ 1. Батарейка.

1. Нарисуйте схему. Измерьте и запишите ЭДС источника тока.

Для этого надо просто подключить вольтметр к батарейке.

Схему с ключом собирать не надо и вредно! Просто установите верный предел измерений напряжения и подключите провода руками к батарейке. Напряжение батарейки 1,5 — 9В абсолютно безопасно для вас.

Читайте также:  Электрический ток в полупроводниках зависимость сопротивления полупроводников от внешних условий

2. Если замкнуть источник тока накоротко подходящим амперметром (на малое время!), узнаем ток короткого замыкания.

— Для такого опыта нужен амперметр, выдерживающий ток в несколько ампер. Милли- и микроамперметры (или прибор в режиме измерения сопротивлений) нельзя подключать непосредственно к батарейке. Из-за большого тока прибор немедленно выйдет из строя!

— Большой ток очень быстро разряжает батарейку. Нельзя держать амперметр подключенным дольше нескольких секунд!

Установите предел измерений мультиметра 10А.

Подключите провода в правильные гнёзда.

Позовите учителя и под его наблюдением измерьте и запишите ток короткого замыкания Iкз. (Собирать схему не надо, просто подключите провода на 2-3 секунды руками к батарейке.)

3. Источник тока имеет внутреннее сопротивление r.

Рассчитайте внутреннее сопротивление по всем известному закону. Сопротивлением амперметра можно пренебречь.

Результат зависит от нагрева батарейки и времени проведения опыта, оценку погрешностей в этой работе можно не выполнять.

4. По току короткого замыкания удобно проверять годность батареек. Так, новые «большие круглые» батарейки дают Iкз4-7А, пальчиковые 2-4А, 9 — вольтовая – 0,5 — 1А.

По мере использования батарейки немного уменьшается её ЭДС и значительно увеличивается внутреннее сопротивление. Если большая батарейка даёт ток короткого замыкания меньше 1А или маленькая- меньше 0,5А или совсем маленькая — меньше 0,2А , то батарейка неработоспособна.

5. Если есть несколько других батареек, измерьте их ЭДС и токи короткого замыкания и сделайте выводы об их работоспособности.

ИССЛЕДОВАНИЕ II. Сделаем источник тока из яблока.

1. Уберите (сдайте) все батарейки из прошлого опыта и больше не включайте их в цепь! Теперь мы будем работать с очень малыми токами (и чувствительными приборами), а если к ним подключить настоящую батарейку, произойдет непоправимое.

Возьмем яблоко или часть его (или апельсин, картошку, лимон, или даже ванночку с электролитом). Воткнём в яблоко две пластинки или проволочки из разных металлов. (Пластинки не должны касаться друг друга и должно остаться место, чтобы в следующем опыте воткнуть их значительно глубже) Получится источник тока. Подключим миллиамперметр (предел измерения тока 100-500 мкА) к пластинкам и увидим, что ток идёт.

Не держите цепь включенной долго, а то «яблоко-батарейка» «сядет».

2. Оказывается, нашим мультиметром можно измерить ЭДС и внутреннее сопротивление таким же способом, как и в первой части работы.

Сделайте это, запишите результаты.

Не трогайте электроды, ничего не изменяйте в «яблоко-батарейке», не оставляйте цепь замкнутой надолго, потому что дальше мы будем исследовать «яблоко-батарейку» другим способом.

3. А в старые времена таких прекрасных приборов и не было, а обычный «школьный» вольтметр имеет сопротивление всего 6кОм, что заметно меньше внутреннего сопротивления «яблоко-батарейки». Если подключить такой вольтметр, он покажет не ЭДС, которую нам нужно узнать, а напряжение на собственном сопротивлении. Зато сопротивление микроамперметра (порядка 100 Ом) можно считать пренебрежимо малым по сравнению с внутренним сопротивлением «яблока-батарейки».

4. Пусть у нас имеется только микроамперметр на 100 — 500 мкА, хорошо бы на самом деле взять подходящий традиционный стрелочный прибор (но если его нет, пользуемся мультиметром на пределе измерения 200мкА) и резистор с известным сопротивлением, близким к внутреннему сопротивлению «батарейки» (для данной задачи- около 5-20 кОм). Тогда можно красивым способом узнать ЭДС и внутреннее сопротивление батарейки. Для этого сделаем два опыта — подключим микроамперметр непосредственно к «яблоко-батарейке», а затем соберем последовательную цепь из «яблоко-батарейки», резистора и микроамперметра и измерим ток в ней.

5. Нарисуйте используемые схемы. Запишите результаты измерений.

6. Опишите происходящее формулами, решите получившуюся систему уравнений, выведите формулы для расчета ЭДС и r. Рассчитайте ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока.

7. Прежде чем что-то изменить в «яблоко-батарейке», хорошо бы сдать учителю всё, что было сделано до этого момента.

Исследуйте, изменится ли ЭДС, если вставить электроды в яблоко поглубже? А внутреннее сопротивление? Проверьте на опыте, запишите результаты. Если глубже вставить электроды не получается, можно, наоборот, вставить их не так глубоко.

К батарейке с ЭДС 4,5 В подключили лампочку, рассчитанную на напряжение 3,6 В и ток 0, 26А. Какой ток пойдет через лампочку, если внутреннее сопротивление батарейки а) 2 Ом, б) 10 Ом, в) 30 Ом ? Как будет гореть лампочка в каждом из этих случаев? *

Почему внутреннее сопротивление батарейки важно?

___________________

* В этой задаче будем считать, что сопротивление лампочки не зависит от нагрева нити накаливания, что, строго говоря, будет очень грубым приближением.

9. Зачем батарейки иногда соединяют параллельно? Что при этом происходит с ЭДС и с внутренним сопротивлением? Почему?

Подсказка- параллельное соединение батареек похоже на увеличение площади электродов в яблоке (вспомните опыт п.7).

10. А зачем батарейки соединяют последовательно? Что при этом происходит с ЭДС и с внутренним сопротивлением?

Встречалось множество людей, затрудняющихся ответить на последние два вопроса. Если вы всё ещё не чувствуете себя уверенно- просто возьмите две одинаковых батарейки- можно обычные, как в первой части работы, соедините их последовательно, (не забудьте установить предел измерения мультиметра 10А!), измерьте и запишите ЭДС и внутренне сопротивление каждой, затем соедините их параллельно (плюс к плюсу, минус к минусу), измерьте ЭДС и внутренне сопротивление их вместе. Сделайте выводы.

Затем можно выполнить опыт для последовательно соединенных батареек.

Если вам все ясно- делать такие опыты не надо, просто продемонстрируйте учителю понимание вопроса.

11 и 12- задания повышенного уровня сложности. Может быть, учитель разрешит их не делать J

11*. Задача. Соединим последовательно восемь «яблоко-батареек» (получим ЭДС около 6-7 В, кажется, это более чем достаточно для лампочки) и подключим к ним ту же самую лампочку, рассчитанную на 3,6 В, 0, 26А. Какой ток потечет? Какое напряжение будет на лампочке? Загорится ли лампочка? Куда «пропало» напряжение?

12. Как мы видим, всему виной очень высокое внутреннее сопротивление «яблоко-батарейки». Что же, его можно уменьшить в N раз, соединив параллельно N таких секций из восьми яблок. Рассчитайте, сколько таких секций надо соединить параллельно, чтобы лампочка горела нормально (т.е. чтобы через неё шел ток 0, 26А).

Источник