ניסויים טכניים פשוטים מאוד מועילים לעשות עם ילדים, זה בילוי משותף, הקניית מיומנויות והבנה של מעצבים קטנים, את היסודות, כי הלחם, כמו בסרט המצויר המפורסם, אינו גדל על עצים.
הפעם, החלטנו ליצור את המקור הנוכחי הכימי הפשוט ביותר, ולנסות ליישם אותו לכל דבר פרקטי. אם כבר מדברים על היישום המעשי, ראוי להזכיר שלפני כמה דורות בלבד, הוצעו לחובבני הרדיו לספק את מקלטי הרדיו והמגברים שלהם סוללות לייצר כמה סוגים של תאים או סוללות גלווניות לייצור עצמאי. אלה האלמנטים של לקלנש ופופוב [1] עמ '9 ... 18, או סוללת אשלג או גז עופרת [1], עמ' 22 ... 28. כמה אלמנטים בעלי זרם גבוה יחסית היו מחוברים לסוללת ליבון (נימה ליבון של צינורות רדיו), עשרות אלמנטים קטנים יותר, לסוללת אנודה שהמתח שלה יכול להגיע ל 60-80 וולט. הסוללות היו "רטובות" - עם אלקטרוליט נוזלי ונדרשו טיפול ותחזוקה.
אז תא גלווני, כמה מילים "איך?" ו"למה? " זרם חשמלי מתרחש כאשר מתכות אינטראקציות. במקרה זה, מתרחש הבדל פוטנציאלי שונה (מתח). בשנת 1793, אלסנדרו וולטה, בהקמת תא גלווני (עמוד וולטה), ביסס את הפעילות היחסית של המתכות הידועות אז: Zn, Pb, Sn, Fe, Cu, Ag, Au. "כוחו" של התא הגלווני התגלה כגדול יותר, ככל שהמתכות בשורה זו היו רחוקות יותר זו מזו (סדרת המתחים).
מאוחר יותר, כדי לארגן את הנתונים, נלקח הפוטנציאל של "אלקטרודת המימן" להתייחסות לאפס. לאחר שמדד את הפוטנציאל של מתכות שזווגו עמו, המתכות הניסוייות היו מסודרות בשורה. הטבלה שהתקבלה נקראה "הסדרה האלקטרוכימית של מתחי מתכת" ובארון הכימיה חייבת להיות תלויה ליד המערכת התקופתית ודיוקנו של דמיטרי איבנוביץ '.
מספר מתחי מתכת הם אמצעי מניעה מועיל, במקרה שלנו אנו, כמו אלסנדרו וולטה, נדע - ככל שהמתכות מופרדות זו מזו, כך יתקבל המתח.
בניסויים שלנו, כמו הקלאסיקה, השתמשנו בנחושת ואבץ.כאשר הצלחות טובלות באלקטרוליט, בינה לבין צלחת האבץ, מתרחשת תגובה כימית, כתוצאה ממנה מטענים שליליים מצטברים על הצלחת והיא נטענת שלילית. כתוצאה מהתגובה שמתרחשת בתא הגלווני, אלקטרודת האבץ מתמוססת בהדרגה.
על אלקטרודת נחושת, במהלך פעולת תא גלווני, נוצרות בועות מימן זעירות שמבודדות את פני הנחושת מהאלקטרוליט. התופעה נקראת, בתא גלווני היא מזיקה, הם נאבקים בה. כדי להסיר את המימן המשוחרר, מוכרים אלקטרו החומרים הנקראים מימן. בתפקידם הם לרוב תרכובות של מנגן, סולפט נחושת. בניסויים פשוטים ניתן להשתמש באשלגן פרמנגנט של בית מרקחת.
מה השתמשנו לצורך הניסוי.
מכשירים וחומרים.
להרכבת תאים גלווניים, כאלקטרודות נחושת, אתה יכול להשתמש בחוט, חוט, נייר כסף. ניתן לחלץ אבץ מאלמנטים יבשים, ניתן להשתמש במוצרים מגולוונים. במקום אבץ, תוכלו לנסות להשתמש באלקטרודה מאלומיניום או מברזל. נתרן כלוריד לאלקטרוליט, מעט חוט הרכבה רך. אתה בהחלט צריך מד מתח או מולטימטר, חותכי תיל, מספריים. ככלי ניתן להשתמש במכולות לא מתכתיות בגודל מתאים. זכוכית, נוחה יותר מכוסות פלסטיק בהירות - הם כבדים יותר, יציבים יותר, וקשים יותר להפיל עליהם. זה טוב מאוד אם יש עומס מתח נמוך נמוך - רדיו פשוט, שעון קוורץ וכו '.
סוללת "מתח גבוה" של חוט וברגים.
מרותקים מפשטות הפרטים, ומהמתח הגבוה יחסית שהתקבל, ניסינו להרכיב סוללה כזו. זוג מתכות "קלאסי" - נחושת-אבץ - משמש כאן. הרעיון הוא להשתמש במהדקים מגולוונים כאלקטרודה של אבץ. בחינניות. ברור כי אלמנט כזה אינו מיועד להפעלה ארוכת טווח - שכבה דקה של אבץ תתמוסס במהירות, עם זאת, זה לא חשוב לניסוי לטווח קצר. אבל ברגים או גלגלי שיניים מגולוונים מלאים בכל מקום.
חוט משמש גם כאלקטרודה נחושת - גם חומר זמין נרחב, בנוסף - התקנה נוחה ביותר של אלמנטים בסוללה - כל האלמנטים מחוברים בסדרה - בתוספת אחד למינוס של הבא. במקרה זה, המתח מסוכם, הזרם נשאר זהה.
בואו נתחיל.
לאחר בחירת המספר הדרוש של מחברים מגולוונים באורך הרצוי, מצאנו חוט נחושת מתאים. זהו חוט מפותל בבידוד לכה. קוטר החוט כ- 0.5 מ"מ.
הקוטב מנקה את בידוד הלכה, מספר פעמים, במאמץ למשוך את החוט דרך מטלית מלטש כפולה בגודל בינוני.
ואז, הוא מכין זוג אלקטרודות - מתחת לראש בורג הקשה עצמית, עוטף בחוזקה שניים או שלושה סיבובי חוט ומנתק את העודפים.
הרכבת סוללות - שוקת שימשה כמכולה להקפאת קרח. אתה יכול להשתמש בתאים מממתקים בארגז, עם זאת, הם עדינים יותר. לאחר התקנת האלקטרודות על הקירות שבין התאים, אנו ממלאים את המכולות באלקטרוליט. השתמשנו בתמיסה של מלח שולחן - כף עם מגלשה של 0.5 ליטר מים חמים. למילוי נוח מאוד להשתמש במזרק רפואי.
מצאנו עוד כמה ברגים לאלקטרודות והוספנו אלמנטים לסוללה, זה מה שיש לנו. המתח בעומס עכבה גבוהה (התנגדות כניסה של מד מתח דיגיטלי) הוא ניכר, אך בכל עומס, בולט ככל שיהיה, הוא יורד משמעותית.
נסה לעשות תא גלווני דומה (סוללה) עם אלקטרודות גדולות יותר.
כמיכל השתמשנו בצנצנת חצי ליטר (שתיים), צלחות בשטח ניכר יתאימו לתוכה. כאלקטרודות לקחנו נייר כסף נחושת ואבץ דק - שאריות של זכוכית מתוך אלמנט "יבש" במפעל, שפורקו במהלך ייצור הגרפיט עבור ציפוי עקשן.
ניקינו את שאריות המלחים הגבישיים היבשים בעזרת מברשת תיל וחתכנו שתי צלחות עם מספריים בערך באותו שטח. מתוך נייר נחושת, חתוך שני פסים תואמים. גם עם מספריים. קיבלנו שני זוגות אלקטרודות, שהציידו את האלמנטים שלנו, מבלי להתעדכן יותר, מכופפים את קצוותיהם בצוואר הפחית.
במיכל גדול יותר הם הכינו אלקטרוליט - נתרן כלוריד, מומס במים חמים, הריכוז זהה, ונמזגים אלמנטים מוכנים.
חיברנו את שני האלמנטים בסדרה, באמצעות חלק מחוט ההרכבה ושני תניני תנין. אז בסדר, מתח הסוללה קרוב ל"אצבע "הרגילה, נסה להשתמש. נעשה שימוש באלמנט אחד עם מתח של 1.5 וולט בשעון אלקטרומכני, בנוסף, הצריכה הנוכחית של השעון קטנה מאוד והסוללה שלנו תוכל להכביד עליו.
הסרנו את הסוללה הסטנדרטית מהשעון וחיברנו למסופים חלק מחוט ההרכבה. התבוננות בקוטביות (צלחת נחושת - "+", אבץ - "-"), חיברה את השעון שלנו לסוללה מאולתרת, voila! השעון עובד, המתח "שוקע" ל -1.3 V. השעון עבד בצורה מושלמת במשך מספר שעות, עד שכולנו התפארנו (עם זאת מכשף!) ואז התעייפנו.
למסלול.
החוקת הפנימית של כל ילד היא כזו שתשומת לב בנושא אחד, הוא מסוגל למקד לא יותר מ 15 ... 20 דקות, ויש לתכנן את כל השיעורים עם ילדים כך שהם ישתלבו באותה תקופה, או לעבור בין שיעורים שונים, אחרת שניכם יתייסרו.
כעומס, עדיף להחיל את זה בין אם זה זז או זוהר - המספרים במתח המתח מרשימים את הנפש, אך לא את הלב. בנוסף לשעונים ומחשבונים, זה בהחלט יגרום להתפעלות, העבודה מסוללה תוצרת בית של מקלט רדיו קטן (כאופציה - ביתית!).
לשימוש ארוך טווח יש להגן על האלקטרוליט של התאים מפני אבק והתאיידות, ולדאוג לממיסח הקוטב - ובכן, לפחות סתימת הצנצנת עם חתיכת סרט פלסטיק עם פס אלסטי והוספת פרמנגנט אשלגן לאלקטרוליט. יתר על כן, עדיף לאסוף מייד את האלמנט המוזכר של פופוב.
מלבד ברגים עם הקשה עצמית מגולוונת, ניתן להשתמש בפלדת גיליון מגולוונת, עבור אלמנטים גדולים זה נוח יותר - במהלך הניסוי תוכלו להשיג זרם ועוצמה משמעותיים בכל מה שקשור (להזיז את האצבעות באוויר).
רשימת ספרות משומשת.
1. פ 'סטרלקוב. לדעת ולהיות מסוגל. מהנדס חשמל חלוץ. דטגיז. שנת 1960
2. ו 'פולוסין, ו' פרוקופנקו. סדנה למתודולוגיה של הוראת כימיה. מוסקבה, "הארה", 1989, עמ '202,203.