Допустим вы попали на необитаемый остров или застряли на даче без электричества , а батарея телефона разрядилась. Сделать спасительный звонок, который возможно спасет чью то жизнь, помогут следующие советы по добыче электроэнергии.
Никогда не знаешь когда может понадобится электричество.
Как получить электричество:
Способ 1 . Электричество из дерева.
Для практически любого простейшего способа получения электричества на халяву без подключения к уже имеющейся электрической сети , обязательно понадобятся гальванические элементы , а именно два металла, которые в паре образуют разнополярные анод и катод соответственно.
Теперь остается воткнуть в ближайшее дерево один из них, например алюминиевый стержень или железный гвоздь так, чтобы он полностью вошел через кору в сам ствол дерева, а другой элемент, например медную трубку, воткнуть в почву рядом, чтобы она вошла в землю на 15-20 см. Не удивлюсь, если между медной трубкой и алюминиевым стержнем возникнет напряжение в приблизительно 1 Вольт. Чем больше стержней вы вставите в дерево, тем лучше качество электроэнергии, добываемой таким способом (сила тока). Только не стоит увлекаться, помните что дерево такое же живое, как и вы. Стоит пользоваться данным методом только в крайнем случае! Не забудьте потом вытащить штыри из дерева и замазать смолой.
Как получить электричество: Способ 2
Электричество из фруктов?
Апельсины, лимоны, картофель и прочие плоды — всё это идеальный электролит для выработки электричества , особенно если экстремальная ситуация застала вас недалеко от экватора. , доведя напряжение вашего электричества аж до целых 2 Вольт!
Как получить электричество: Способ 3 . Электричество из соленой воды?
Если у вас есть медная проволока и фольга , стоимость получения электричества в этом случае будет равна нулю. Наполняем несколько стаканов соленой водой и соединяем их медной проволокой, от стакана к стакану. На один конец каждого провода, соединяющего стаканы, должна быть намотана алюминиевая фольга.
Как получить электричество: Способ 4 . Электричество из картошки?
У вас на даче нет электричества , но есть мешок картофеля . Из клубней картошки можно получить электричество бесплатно , все что нам понадобится, это соль, зубная паста, провода и картофелина .
Разрежьте её пополам ножом, через одну половинку проведите провода, в то время как в другой сделайте по центру углубление в форме ложки, после чего наполните её зубной пастой, смешанной с солью.
Соедините половинки картошки (к примеру зубочистками), причем провода должны контачить с зубной пастой , а их самих лучше зачистить. Все! Теперь вы можете при помощи вашего генератора электричества устраивать пытки зажигать костры от электрической искры и зажигать импровизированные лампочки с обугленными волокнами бамбука вместо нитей накаливания.
Потом на этом же костре можно приготовить оставшуюся картошку)
Какие металлы лучше всего подходят?
Вот краткая таблица ряда напряжений. Чем дальше металлы друг от друга, тем большее напряжение при всех других одинаковых условиях вы получите:
Как получить электричество: Способ 5 . Электричество из воздуха?
Однозначно построить ветряк, что кстати не так уж и сложно. Все что вам понадобится это винтообразные лопасти, вращаемые силой ветра, и генератор электричества для преобразования механической энергии в электроэнергию.
Так же вы можете получить бесплатного электричества с любого моторчика!
*Как сделать аккумулятор?
Свинец и серная кислота уже не один десяток лет зарекомендовали себя как универсальный генератор электричества с превосходным качеством электроэнергии, использующийся повсеместно, например в машинных аккумуляторах.
Для этого нам понадобятся оба компонента, соединить которые нужно в керамической посуде (найти в экстремальных условиях глину и обжечь её не должно составить для вас труда).
В нашей семье сейчас электрический бум. Наш папа собирает дневные ходовые огни для автомобиля, мы с Владиком делаем опыты со статическим электричеством . Макар играет своими любимыми игрушками, многие из которых, приводятся в движение с помощью батареек. И нас заинтересовал вопрос о том, как сделать батарейку своими руками . Поискав информацию на просторах сети, узнали, что можно сделать батарейку из картошки . На одном овоще решили не останавливаться, а провели исследования еще на яблоке, огурце, лимоне, луке и помидоре.
Для изготовления батарейки из овощей и фруктов нам понадобятся:
- овощи, фрукты,
- цинковые гвозди,
- медные гвозди или отрезки медной проволоки,
- провода с зажимами,
- светодиод,
- мультиметр.
- На примере картофеля рассмотрим как и что следует делать. В картофель необходимо воткнуть гвоздь и медный гвоздь. Я не нашла медных гвоздей, поэтому сделали отрезки из толстой медной проволоки.
- Далее следует зажимами-крокодильчиками присоединить провода к гвоздям. Свободные концы провода присоединяются к устройству изменения (в нашем случае — это мультиметр), которое и показывает напряжение, возникающее на концах проводника.
Данные измерений сгруппируем. Итак, подопытные овощи и фрукты дают следующее напряжение (В):
- яблоко — 0,968,
- помидор — 0,867,
- огурец — 0,829,
- лук — 0,832,
- лимон — 0,815,
- картошка — 0,874.
В группе наших овощей (фруктов) лидером по полученному напряжению стало яблоко, а в отстающих оказался лимон.
Конечно, мы создавали такие конструкции не просто, что бы измерить напряжение. Наша цель — сделать батарейку, то есть источник энергии, способный заставить наш светодиод сиять.
От папы мы получили светодиод, но не знали какое напряжение необходимо для того, что бы он стал светить. Стали экспериментировать с каждым овощем и фруктом. Пришли к выводу, что они являются очень слабыми источниками энергии. Но это можно немного исправить.
Чтобы все-таки получить свет, мы собрали ожерелье из помидоров, гвоздей и проводов.
Как сделать батарейку из овощей
Для этого в каждый из помидоров был 
вставлен гвоздь, к которому одним концом прикреплялся отрезок тонкой медной проволоки. Другой конец проволоки втыкался в овощ. Получилось последовательное соединение, которое мы назвали ожерельем. Цепочка из шести помидоров дала напряжение 2,68 В. Этого было достаточно, чтобы засветился маленький светодиод.
Муж в нас не очень верил, но мы это сделали! Конечно сразу же возникли идеи создать такую цепочку, что бы привести к свечению настоящую лампочку! Думаю, что для этого нам понадобится около 400 овощей (фруктов), дешевле будет использовать картошку. Уверена, что к этой идее обязательно вернемся, когда поедем к дедушке с бабушкой (там есть, где разгуляться нашей фантазии).
Вокруг столько интересного, стоит остановиться на миг, присмотреться и попробовать сделать! Не всегда получается как задумали или как написано в книге, но нельзя опускать руки! Пробовать так или по другому, но обязательно пробовать и хотеть.
Я стала учить этому старшего сына. Раньше при малейшей неудаче он опускал руки, а теперь идет к результату даже в необычных ситуациях. Однажды пытался обуть босоножки на шерстяные носки (уж не знаю с какой целью). Я сказала, что у него не получится, на что в ответ получила: «Если очень захотеть, то обязательно получится».
К проведению опытов со статическим электричеством можно и нужно привлечь папу, дядю или дедушку. Мужская помощь будет вполне кстати. И эти опыты будут интересны всем и мальчишкам и девчонкам. Вы ведь уже убедились, что наука — это весело. Если согласны, то держите от меня в ПОДАРОК порцию идей для проведения опытов в вашей домашней лаборатории. Я люблю воду и дарю вам замечательный сборник опытов с водой. Давайте делать веселую науку вместе. Присылайте фотографии из вашей лаборатории и пишите в комментариях о том, что вам больше всего понравилось. До скорой встречи, друзья. И помните, наука — это весело!
Удачных экспериментов! Наука – это весело!
June 7th, 2018
Оказавшись на необитаемом острове, современный Робинзон мог бы не отказывать себе в удовольствии пользоваться плеером, смартфоном или карманным фонариком при условии, что он умел бы добывать электричество из кокосов и бананов.
Наверняка многие из курса физики помнят или слышали, что из обыкновенного картофеля, и не только из него, можно добыть немного электричества.
Что для этого необходимо, и возможно ли таким способом зажечь маломощный фонарик, светодиодные часы, питающиеся от круглых батареек 1-2Вольт или заставить работать радиоприемник?
И, да и нет, давайте разбираться подробнее.
Чтобы понять, что напряжение из картошки это не выдумка, а вполне реальная вещь, достаточно воткнуть в одну единственную картофелину острые щупы от мультиметра и вы тут же увидите на экране несколько милливольт.
Если немного усложнить конструкцию, например с одной стороны в клубень вставить медный электрод или бронзовую монетку, а с другой стороны что-нибудь алюминиевое или оцинкованное, то уровень напряжения существенным образом вырастет.
Сок картофеля содержит в себе растворенные соли и кислоты, которые являются по сути естественным электролитом.
Кстати, с одинаковым успехом можно использовать для этого лимоны, апельсины, яблоки. Таким образом, все эти продукты могут питать не только людей, но и электроприборы.
Внутри таких фруктов и овощей, из-за окисления, с погруженного анода (оцинкованный контакт) будут утекать электроны. А притягиваться они будут к другому контакту — медному. При этом не путайте, электричество здесь образуется не прямо из картошки. Оно хорошо вырабатывается именно благодаря химическим процессам между тремя элементами:
- кислота
Земляная батарейка
Повышенная кислотность почвы — проблема для агрономов, но радость для электротехников. Содержание ионов водорода и алюминия в земле позволяет буквально воткнуть в горшок две палки (как обычно, цинковую и медную) и получить электричество. Наш результат — 0,2 В. Для улучшения результата почву стоит полить.
Важно понимать: электричество вырабатывается не из лимона или картошки. Это вовсе не та энергия химических связей в органических молекулах, которая усваивается нашим организмом в результате потребления пищи. Электроэнергия возникает благодаря химическим реакциям с участием цинка, меди и кислоты, и в нашей батарейке именно гвоздь служит расходным материалом.
Сборка батарейки из картошки
Итак, вот что необходимо для сборки более или менее емкостной батарейки:
Картошка, несколько штук, так как от одной толку будет мало.
Медные, желательно одножильные провода, чем больше сечением, тем лучше.
Оцинкованные и медные гвозди или шурупы (можно использовать просто проволоку).
Гвозди как раз таки и будут играть основную роль в выработке электричества для фонарика, оцинкованные — это минусовой контакт (анод), обмедненные — это плюс (катод).
Если применить вместо оцинкованных простые гвозди, то вы потеряете в напряжении до 40-50%. Но как вариант, работать все равно будет.
То же самое относится и к применению алюминиевой проволоки вместо гвоздей. При этом, увеличение расстояния между электродами в одной картофелине особой роли не играет.
Берете медные провода (моно жилу) сечением 1,5-2,5мм2, длиной 10-15см. Зачищаете их от изоляции и приматываете к гвоздику.
Лучше всего конечно припаять, тогда и потери напряжения будут гораздо меньше.
Один медный гвоздь с одной стороны провода, а оцинкованный с другой.
Далее раскладываете картофелины и последовательно втыкаете в них гвозди. При этом в каждый клубень втыкаются разные гвозди, от разных пар проводов. То есть в каждую картошку у вас должен быть воткнут одни цинковый контакт и один медный.
Соединяются разные клубни между собой, только через гвозди из различных материалов — медь+цинк — медь+цинк и т.д.
Замеры напряжения
Допустим у вас три картохи, и вы соединили их между собой вышеописанным образом. Чтобы узнать какое же напряжение получилось, воспользуйтесь мультиметром.
Переключаете его в режим измерения ПОСТОЯННОГО напряжения и подключаете измерительные щупы к проводникам крайних картофелин, т.е. к начальному плюсовому контакту (медь) и конечному минусовому (цинк).
Даже на трех картофелинах среднего размера можно получить почти 1,5 Вольта.
Если же по максимуму уменьшить все переходные сопротивления, а для этого:
- в качестве медного электрода использовать не гвоздь, а саму же проволоку, которой собирается схема
- в контактах применить пайку
Если ваш дешевый фонарик запитывается от трех пальчиковых батареек, то для успешного его свечения вам понадобится порядка 5 вольт. То есть, картошек при использовании обычных проводов нужно минимум в три раза больше.
Для этого кстати, не обязательно искать дополнительные клубни, достаточно ножом разрезать существующие на несколько частей. После чего проделать с проводками и гвоздиками всю ту же самую процедуру.
В каждый разрезанный клубень последовательно вставить один оцинкованный и один медный гвоздик. В итоге вполне реально получить постоянное напряжение более чем 5,5В.
А можно ли теоретически из одной единственной картошки, получить 5 вольт и при этом добиться того, чтобы вся сборка по размеру была не больше пальчиковой батарейки? Можно и очень легко.
Отрезаете маленькие кусочки сердцевины с картошки, и прокладываете их между плоскими электродами, например монетками из разного металла (бронза, цинк, алюминий).
В итоге у вас должно получится что-то наподобие сэндвича. Даже один кусочек такой сборки способен давать до 0,5В!
А если собрать их несколько штук вместе, то требуемое значение до 5В легко получится на выходе.
Сила тока
Казалось бы все, цель достигнута, и осталось только найти способ подключить проводки к контактам питания фонарика или светодиодов.
Однако проделав такую процедуру и собрав не слабую конструкцию из нескольких картох, вы будете очень сильно разочарованы итоговым результатом.
Маломощные светодиоды конечно будут светиться, как-никак напряжение вы все-таки получили. Однако уровень яркости их свечения будет катастрофически тусклым. Почему так происходит?
Потому что, к сожалению, такой гальванический элемент дает ничтожно низкий ток. Он будет настольно малым, что даже не все мультиметры способны его замерить.
Кто-то подумает, раз не хватает тока, нужно добавить еще побольше картошки и все получится.
Безусловно, существенное увеличение клубней позволит поднять рабочее напряжение.
При последовательном соединении десятков и сотен картошек, увеличится напряжение, но не будет самого главного — достаточной емкости для увеличения силы тока.
Да и конструкция вся эта не будет рационально пригодной.
Практичный способ с варенной картошкой
Но все-таки, есть ли простой способ, как повысить мощность такой батарейки и уменьшить габариты? Да, есть.
Например, если для этой цели использовать не сырую, а варенную картошку, то мощность такого источника электричества увеличивается в несколько раз!
Чтобы собрать удобную компактную конструкцию, воспользуйтесь корпусом от старой батарейки формата С (R14) или D(R20).
Удаляете все содержимое внутри (естественно, кроме графитового стержня).
Вместо начинки все пространство заполняете варенной картошкой.
После чего собираете конструкцию батарейки в обратном порядке.
Цинковая часть корпуса старой батарейки, здесь играет существенную роль.
Общая площадь внутренних стенок получается гораздо большей, чем просто воткнутые гвоздики в сырую картоху.
Отсюда и большая мощность и КПД.
Один такой источник питания будет легко выдавать почти 1,5 вольта, также как и маленькая пальчиковая батарейка.
Но самое главное для нас это не вольты, а миллиамперы. Так вот, такая «вареная» модернизация, способна обеспечить ток до 80мА.
Такими батарейками можно запитать приемник или электронные светодиодные часы.
Причем вся сборка проработает уже не секунды, а несколько минут (до десяти). Больше батареек и картохи, больше автономного времени работы.
Лимонная батарейка
Уксусная батарейка. Формочка для льда поможет сконструировать многоэлементную батарею с уксусом в качестве электролита. Используйте оцинкованные шурупы и медную проволоку в роли электродов. Заправив батарею уксусом и подключив к ней светодиодную лампу, попробуйте постепенно засыпать и размешивать поваренную соль в ячейках: яркость свечения будет расти на глазах.
Сочные фрукты, молодой картофель и другие пищевые продукты могут служить питанием не только для людей, но и для электроприборов. Чтобы добыть из них электричество, понадобятся оцинкованный гвоздь или шуруп (то есть практически любой гвоздь или шуруп) и отрезок медной проволоки. Чтобы зафиксировать присутствие электричества, нам пригодится бытовой мультиметр, а более наглядно продемонстрировать успех поможет светодиодный светильник или даже вентилятор, рассчитанные на питание от батареек.
Разомните лимон в руках, чтобы разрушить внутренние перегородки, но не повредите кожуру. Воткните гвоздь (шуруп) и медную проволоку так, чтобы электроды располагались как можно ближе друг к другу, но не соприкасались. Чем ближе будут находиться электроды, тем меньше вероятность, что они окажутся разделены перегородкой внутри фрукта. В свою очередь, чем лучше ионный обмен между электродами внутри батарейки, тем больше ее мощность.
Суть опыта в том, чтобы поместить медный и цинковый электроды в кислую среду, будь то лимон или ванночка с уксусом. Гвоздь послужит нам отрицательным электродом, или анодом. Медную проволоку назначим положительным электродом, или катодом.
В кислой среде на поверхности анода протекает реакция окисления, в процессе которой выделяются свободные электроны. С каждого атома цинка уходит два электрона. Медь — сильный окислитель, и она может притягивать электроны, освобожденные цинком. Если замкнуть электрическую цепь (подключить к импровизированной батарейке лампочку или мультиметр), электроны потекут от анода к катоду через нее, то есть в цепи возникнет электричество.
Сочные фрукты, молодой картофель и другие пищевые продукты могут служить питанием не только для людей, но и для электроприборов. Чтобы добыть из них электричество, понадобятся оцинкованный гвоздь или шуруп (то есть практически любой гвоздь или шуруп) и отрезок медной проволоки. Чтобы зафиксировать присутствие электричества, нам пригодится бытовой мультиметр, а более наглядно продемонстрировать успех поможет светодиодный светильник или даже вентилятор, рассчитанные на питание от батареек.
Разомните лимон в руках, чтобы разрушить внутренние перегородки, но не повредите кожуру. Воткните гвоздь (шуруп) и медную проволоку так, чтобы электроды располагались как можно ближе друг к другу, но не соприкасались. Чем ближе будут находиться электроды, тем меньше вероятность, что они окажутся разделены перегородкой внутри фрукта. В свою очередь, чем лучше ионный обмен между электродами внутри батарейки, тем больше ее мощность.
Суть опыта в том, чтобы поместить медный и цинковый электроды в кислую среду, будь то лимон или ванночка с уксусом. Гвоздь послужит нам отрицательным электродом, или анодом. Медную проволоку назначим положительным электродом, или катодом.
В кислой среде на поверхности анода протекает реакция окисления, в процессе которой выделяются свободные электроны. С каждого атома цинка уходит два электрона. Медь — сильный окислитель, и она может притягивать электроны, освобожденные цинком. Если замкнуть электрическую цепь (подключить к импровизированной батарейке лампочку или мультиметр), электроны потекут от анода к катоду через нее, то есть в цепи возникнет электричество.
Картофель — от природы прекрасный корпус и электролит для гальванического элемента. Картошка стабильно давала нам напряжение более 0,5 В с одного элемента, тогда как лимон демонстрировал результат в районе 0,4 В. Чемпион по вольтажу — уксус: 0,8 В с ячейки. Чтобы получить большее напряжение, соединяйте элементы последовательно. Для питания более мощных потребителей (вентилятор) — параллельно.
На поверхности катода, то есть отрицательно заряженного электрода, идет реакция восстановления: катионы (положительно заряженные ионы) водорода, содержащиеся в кислоте, получают недостающие электроны и превращаются в водород, выходящий наружу в виде пузырьков. Около катода возникает концентрация анионов (отрицательно заряженных ионов) кислоты, а около анода — катионов цинка. Чтобы сбалансировать заряды в электролите, необходимо обеспечить ионный обмен между электродами внутри батарейки.
Повышенная кислотность почвы — проблема для агрономов, но радость для электротехников. Содержание ионов водорода и алюминия в земле позволяет буквально воткнуть в горшок две палки (как обычно, цинковую и медную) и получить электричество. Наш результат — 0,2 В. Для улучшения результата почву стоит полить.
Важно понимать: электричество вырабатывается не из лимона или картошки. Это вовсе не та энергия химических связей в органических молекулах, которая усваивается нашим организмом в результате потребления пищи. Электроэнергия возникает благодаря химическим реакциям с участием цинка, меди и кислоты, и в нашей батарейке именно гвоздь служит расходным материалом.
В условиях БП (Большой Пи**ец, этим термином обозначается какой-то глобальный катаклизм — стихийное бедствие, мировая война, техногенная катастрофа планетарного масштаба — прим.ред. ) пропадут и станут недоступными много благ цивилизации, мир откатится к примитивному веку, в лучшем случае, начала 19-го века. Электричество, как тонкая по природе энергия, гарантированно станет экзотикой — потому что не станет обычных источников. Сами-то потребители еще сколько-то поживут. А вот запасать электричество в консервы невозможно, такова его природа.
Да, будут в основном электромеханические генераторы на мышечной силе, на течении воды, использующие поток ветра. А будут — в меньшей степени — электрохимические генераторы. В меньшей — потому что для их создания потребуются более глубокие, чем может продемонстрировать среднестатистический выживальщик человек, познания в химии.
Электрохимический источник тока
Электромеханические генераторы — тема отдельной статьи, сегодня поговорим об электрохимических источниках тока. Все они устроены просто — нужно два металла, один из которых электроположительный, а другой, соответственно, электроотрицательный. Иначе говоря, один растворяется, а другой производит электроны. Металлы не должны соприкасаться, а электроды из этих металлов находятся в электролите, чтобы между ними протекал ионный ток. От электродов можно запитать электрическую цепь. Вот источник и готов.
Понятно, что электрохимический источник тока имеет очень невысокий потенциал — половина вольта или меньше. Он прямо зависит от разницы потенциалов металлов, из которых сделаны электроды. Удобных пар металлов не так много, их потенциалы хорошо известны. Поэтому электрохимические ячейки объединяют в батареи, соединяя последовательно.
И повторю напоследок — основным ограничением электрохимического источника тока является отдаваемая мощность, которая зависит в первую очередь от:
- площади электродов в жидкости;
- исчерпания состава самой жидкости;
- внутреннего сопротивления источника (картошка как таковая не может проводить много тока).
Поэтому можно смело брать пластины металлов размером с тетрадь, совать их в трехлитровую банку с соленой водой, и получать источник повзрослее.
