Химический источник тока своими руками

Если возникла такая (странная) жизненная необходимость, то всегда можно сделать самодельный аккумулятор.

Для этого вам потребуются два угольных стержня (3) от старой батарейки, два тканных мешочка (6) диаметром 20. 25 мм и высотой 60 мм. В них устанавливаются стержни и наполняются активированным углем (4) (подойдут толченые медицинские таблетки).

Мешочки с углем плотно обматываются нитками. Это обеспечит плотное прилегания активированного угля к электродам.

В качестве электролита (5) используется следующий раствор: в 1 л воды растворите 5 столовых ложек поваренной соли, 2 г борной кислоты и 3 г сахара. Стенки стеклянной банки (1) нужно покрасить черной краской. Либо вместо банки сразу взять какую-либо непрозрачную емкость.

В крышке (2) аккумулятора имеется пробка (8) на случай чрезмерного повышения внутрибаночного давления.

По сути эта конструкция представляет собой газовый аккумулятор. В процессе заряда, на аноде выделяются хлор, а на катоде – водород. Эти газы немедленно адсорбируются активированным углем в мешочках.

После подключения нагрузки начинается разряд, который протекает в соответствии с химическим уравнением:

Cl + 1e -> Cl -;
H — 1e -> H +;

Или в совокупности:
H+CL->HL;
NaOH + HCL -> NaCl + HOH;

Батарейка является химическим источником электрического напряжения. Все имеющиеся в продаже элементы питания имеют похожие принципы действия. Положительный вывод изделия изготавливается из марганца или лития, отрицательный — из цинка или алюминия. Собрать батарейку своими руками можно из простых материалов.

Самодельная батарейка из подручных средств

Изготовить элемент питания можно из материалов, свойства которых похожи на характеристики используемых в промышленных условиях веществ.

Из лимона

В роли электролита выступает кислота, содержащаяся в соке фрукта. Электроды делают из тонкой проволоки, гвоздей или игл. Железный элемент является анодом, медный — катодом. Лимон разрезают пополам и помещают в небольшую емкость (банку или стакан). Провода соединяют с электродами, зачищенные концы вводят в мякоть фрукта на расстоянии 1 см друг от друга.

С помощью мультиметра измеряют напряжение, подаваемое самодельным гальваническим элементом. Если оно недостаточно высокое, несколько лимонных батарей соединяют последовательно.

Банка с электролитом

Используя этот метод, можно собрать устройство, напоминающее первый в мире аккумулятор. Электроды изготавливают из меди и алюминия. Элементы должны иметь большую площадь. Алюминиевый электрод соединяют с проводом с помощью зажима или болта, медный — припаивают. Детали погружают в банку на небольшом расстоянии друг от друга. Для фиксации применяют крышку с отверстиями. В качестве электролита используют такие составы:

1. Нашатырь. Вещество смешивается с водой в соотношении 1:2. Использовать нашатырный спирт в качестве электролита нельзя. Подходящее вещество (хлористый аммоний) имеет вид белого порошка без запаха. Его используют в качестве удобрения или флюса для пайки.
2. Раствор серной кислоты. Вещество смешивают с водой в соотношении 1:5. Нельзя наливать кислоту первой. В таком случае добавляемая вода закипает, брызги попадают на кожу и одежду человека.

Раствор наливают в стеклянную емкость так, чтобы расстояние до краев банки составляло не менее 2 мм. С помощью мультиметра замеряют сопротивление и вычисляют нужное количество батарей. Принцип действия самодельного элемента сходен с таковым у солевого источника питания.

Медные монеты

Электроды изготавливают из алюминия и меди, в качестве электролита используют уксусную кислоту 9%. Монеты очищают от загрязнений, выдерживая в уксусе. Из картона и фольги вырезают кружки. Картонные изделия вымачивают в растворе уксусной кислоты, они должны впитать электролит. Из кружков и монет выкладывают столбик.

Первой кладется картонная деталь, второй — из фольги, третьей — монета. К крайним элементам заранее подсоединяют провода. Вместо пайки кабели можно прижать к металлическим деталям и заклеить скотчем. При эксплуатации батарейки монета становится непригодной. Не стоит изготавливать источники питания из ценных изделий.

Батарейка в пивной банке

Отрицательным выводом является корпус алюминиевой емкости, положительным — графитовый стержень. Также потребуются угольная пыль, пенопласт, вода, парафиновые свечи и соль. Верх банки снимают, из пенопласта вырезают кружок, который вставляют в емкость. Заранее проделывают отверстие для стержня. Последний устанавливают в центральной части банки. Оставшееся пространство заполняют угольной пылью. Материал пропитывают водным раствором соли (3 ст. л. продукта на 0,5 л воды). Края банки заливают парафином.

Картошка, соль и зубная паста

Батарейка из картошки предназначена для разового использования. Ее применяют для получения искры путем замыкания проводов. Для изготовления элемента потребуется крупная картофелина, изолированные медные кабели, соль, деревянные палочки и зубная паста. Сборку выполняют так:

1. Картофель разрезают на 2 равные части. В одной половине формируют выемку, куда добавляют соль и пасту.
2. Ингредиенты перемешивают до однородной консистенции. Электролит должен заполнить углубление.
3. В другой половине картофелины проделывают 2 отверстия на расстоянии 1-2 см. Они должны совпасть с заполненным углублением.
4. В отверстия вводят зачищенные концы проводов, половинки совмещают. Провода должны погрузиться в состав.
5. Части картофеля закрепляют зубочистками. Через несколько минут кабели замыкают, высекая искру для разведения огня.

Пошаговая инструкция по изготовлению батарейки

Элементы питания цилиндрической формы высотой 50 мм легко изготавливаются в домашних условиях.

Необходимые материалы и инструменты

Перед началом опыта подготавливают такие материалы и инструменты:

• гофрированный картон;
• плоские шайбы из меди диаметром 1 см — 12 шт.;
• плоские шайбы из цинка диаметром 1 см — 15 шт.;
• очищенная вода;
• термоусадочная трубка;
• уксусная кислота 70%;
• поваренная соль;
• паяльник;
• емкости для приготовления растворов;
• мультиметр;
• наждачная бумага.

Зачистка шайб

В основе самодельного элемента питания лежит 11 медно-цинковых шайб, выдающих напряжение в 0,15 В. Детали должны участвовать в химических реакциях, поэтому их очищают наждачной бумагой. В результате получают ровную блестящую поверхность.

Подготовка электролита

Металлы создают электрический ток, однако для его проведения нужна среда. Электролит изготавливают из 120 мл воды, 4 ст. л. соли и 30 мл уксусной кислоты. Ингредиенты перемешивают и настаивают в течение часа.

Работа с картоном

Для формирования нужного расстояния между шайбами выкладывают кружки, вырезанные из гофрокартона. После нарезания материал пропитывают подготовленным на прошлом этапе раствором.

Растягивание трубки

Перед размещением медно-цинковых шайб трубке придают нужный диаметр. С помощью иглогубцев изделие растягивают на 10% от изначального размера.

Тестирование устройства

На медную шайбу накладывают пропитанный электролитом картон. Мультиметр переводят в режим постоянного напряжения. Черный провод подсоединяют к медной детали, красный — к цинковой. На экране прибора должно появиться значение 0,05-0,15 В. Этого достаточно для создании элемента питания из 11 токопроводящих компонентов.

Итоговая сборка батарейки

Элементы укладывают с соблюдением последовательности: медь — цинк — кусок картона. Каждую деталь выставляют перпендикулярно оси трубки. Для удобства шайбы вдавливают тонким стержнем. Установив последнюю деталь, самодельную батарейку сравнивают с заводской. При необходимости вводят дополнительную шайбу из цинка. Трубку прогревают, создавая подобие батарейки. Излишки удаляют.

Монтаж контактов

Прогретым паяльником приваривают к концам полученной конструкции точки из припоя. При установке в гнездо напаянные детали должны касаться контактов держателя батареи.

Простое зарядное устройство своими руками

Отправляясь в туристический поход – пеший, на лошадях или на плотах, мы сознательно и даже с удовольствием отрываемся от таких благ цивилизации, как электроплита, телевизор, холодильник. То есть мы покидаем зону действия электричества.

Но с тех пор, как появилась мобильная телефонная связь, мы так привыкли к мобильникам, что без них не представляем себе даже туристический поход. Но ведь не положишь в рюкзак электрогенератор или запас аккумуляторов! Надо изыскать какой-то простейший источник питания, способный подзарядить мобильник. Источник, который можно было бы изготовить прямо на месте, причем без больших затрат.

И такой источник есть: это гальванический элемент (вспомните школьную физику). Принцип его работы основан на том, что некоторые пары металлов при соприкосновении в электролитической среде (раствор или расплав кислот, солей или оснований) вырабатывают электрический ток. Их называют гальваническими парами.

Например, медь и алюминий составляют гальваническую пару и потому медный провод нельзя напрямую соединять с алюминиевым. В месте их контакта возникает электрический ток (так как воздух является электролитом), из-за этого образуется закись меди, что приводит к нарушению контакта.

Мы сможем получить простой источник питания, если куски железной и медной проволоки (это будут электроды, образующие гальваническую пару) воткнем во влажный грунт (электролит) в полиэтиленовом мешочке. Этот элемент даст едва заметный ток. Усилим его, заменив куски проволоки пластинами – чем бóльших размеров, тем лучше. Еще больше усилим, пропитав грунт солевым раствором.

Если к электродам подключим вольтметр, он покажет наличие напряжения. Конечно, очень небольшого – максимум 1 вольт. И ток будет невелик – 20-50 мА.

Но у нас есть еще несколько пластин и куча полиэтиленовых мешочков (впрочем, вместо мешочка годится любой более дорогой сосуд). Из них мы сделаем еще несколько гальванических элементов и соединим их последовательно. Получим батарею гальванических элементов. Так мы достигнем напряжения, достаточного для подзарядки аккумуляторов сотового телефона или других устройств.

Да, такой простой источник питания примитивен и имеет невысокий коэффициент полезного действия. Зато он

– крайне дешевый и делается из материалов, которые буквально валяются под ногами (пластинки металла, обрезки труб, проволока, полиэтиленовые мешочки);

– не имеет никаких подвижных частей и не требует обслуживания (разве что время от времени придется поливать грунт для поддержания влажности): один раз изготовил, и пользуйся, сколько хочешь;

– работает независимо от погодных условий (не требует солнца или ветра);

– прост в изготовлении: его легко сделает любой школьник младших классов;

– очень мобильный, что важно для туристов: разбили стоянку, достали из рюкзака электроды, воткнули их в землю, вылили пару котелков воды и – гуляй. За ночь будут заряжены аккумуляторы мобильных телефонов, фонариков, фотоаппаратов, раций и навигаторов.

Гальваническими элементами как источниками тока пользовались еще с конца 18-го века, когда итальянский физиолог и физик Луиджи Гальвани обнаружил появление разности потенциалов при соприкосновении разных металлов в электролите. Тогда батареи гальванических элементов были очень дорогими и дефицитными. Сегодня, даже при изобилии экономичных низковольтных источников питания массового пользования, архаичный гальванический элемент все еще может принести пользу как простейший источник питания.

Советуем вам ознакомиться с не менее интересными статьями:

В заключение, изменим нашу традицию и сегодня посмотрим вот это замечательное видео:
"Что можно сделать с девушкой на бильярдном столе"

Этот сайт читают уже более 950 человек!
Вы тоже можете получать новые материалы по почте:

Очень полезная статья,а расстояние какое должно быть между электродами.

Думаю, не особо важно. Мы с сыном(11лет) электричество получали воткнув цинковые и медные отрезки в картофель. Последовательно соединив 10 клубней получили 8.6V столько же, сколько в 9-ти вольтовой кроне, лежащей рядом на столе. Не было подходящего штекера для подзарядки мобильника, так бы попробовали. Жаль, сила тока маловата. Зато восторга у сына и его удивления, что "эл-во из картошки" было гораздо больше!

Спасибо, Александр, за ваш комментарий.
Я, думаю, и другим читателям будет полезен ваш метод получения электричества.

Силу тока можно увеличить соединив несколько батарей элементов параллельно.

А вот как бы от девушки на бильярдном столе електричество получить.

Элементарно, Штепсель.
Нужно взять в руки кий и послать шары в лузу. )))

Сообщать мне о новых комментариях к этой статье