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.

Как сделать электрический генератор из картошки

Делаем картофельную батарейку

Сразу, хочу предупредить друзья, что этот опыт самодельщиков, скорее является шуточным. Но, судя по отзывам, добыть электрическую искру и поджечь кусочек ваты электрогенератором из картошки действительно можно. Сам я, конечно, этого делать не пробовал и даже не представляю, для чего может пригодиться сие изделие.

Хотя, если у вас кончились спички, но имеется в наличии картошка, а также два провода, две зубочистки, соль, зубная паста, нож и чайная ложка, то вы, пожалуй, сможете запалить костер.

Итак, зачищаем провода и разрезаем картофелину на две половины. Одну половину картофеля протыкаем проводами, а в другой чайной ложкой делаем ямочку, размером соответственно с саму ложечку. Далее зубную пасту смешиваем с солью, в каких пропорциях неизвестно, пробуйте сами, и заполняем этой смесью ямочку в картошке. Теперь согнем с внутренней стороны первой половинки картошки проводки так, чтобы при соединении обеих половинок они попали в ямочку со смесью. Соединяем половинки и скрепляем их зубочистками.

Ну вот, картофельный электрогенератор готов и…готов к применению. Чтобы добыть огонь с этого «чуда технической мысли», нужно на один конец провода намотать кусочек ваты. Подождать минуты две, три чтобы « конструкция» зарядилась, и поднести оба провода друг к другу, до появления искры. Конечно это физика за восьмой класс, но все равно интересно.

Кстати есть мнение, что не вся зубная паста может подойти, а только, та в которой есть наличие спирта или фторсодержащая. Соль перемешиваясь с такой зубной пастой, образует электролит, который и способствует возникновению достаточного количества тепла для появления искры.

Впрочем, есть еще один способ, связанный с добычей электричества из картошки. Нужно воткнуть два зачищенных провода, один медный 1,0 2,0 мм, длиной 30 40 мм, а другой цинковый, в картофель и…все био батарейка готова. Ее энергии должно быть достаточно, чтобы . В принципе для создания такого «устройства» сгодятся и другие овощи, и фрукты в составе, которых имеются слабые растворы кислот.

Из этих природных энергоносителей можно легко сделать подобный простейший гальванический элемент, работоспособность которого можно проверить обычным гальванометр.

Если кто-то заинтересуется этими «овощными батарейками» и решится провести «научный эксперимент» отпишитесь, пожалуйста, в комментариях получилось у вас или нет. Поверьте, результат будет интересен не только мне.

Получение электричества с помощью овощей - задача не такая сложная, как кажется. Узнать практически, как получить электричество из картошки можно у себя на кухне. Понадобится всего несколько картофелин, кусочек провода, несколько гвоздей, шайб, монет, чтобы с их помощью собрать действующий гальванический элемент или даже батарею. С помощью такой батареи можно не только запитать маломощную нагрузку вроде часов, радиоприёмника, но даже зарядить телефон или зажечь бытовую лампу освещения.

Использование сырого картофеля

Получить электричество из картошки возможно даже в домашних условиях. Чтобы убедиться в этом, достаточно воткнуть в картофелину два металлических щупа вольтметра. Прибор покажет наличие напряжения на уровне нескольких милливольт.

Конечно же, от такого источника вряд ли удастся запитать какой-либо электроприбор, слишком мала мощность. Если вместо щупов из одинакового металла применить цинковый катод и медный анод, его напряжение существенно возрастёт.

Чем больше площадь электродов, тем эффективнее работает ячейка. Цинк можно добыть из отработанной батарейки, разрезав металлический цинковый стакан гальванического элемента. Вариант попроще: воспользоваться обычным оцинкованным гвоздём, винтом или шурупом из строительного магазина. Анод изготавливается из отрезка медного провода, жилы кабеля или медного крепежа из того же строительного магазина. Медно-цинковая овощная ячейка даст уже около 0,5-0,7В. По сути, в результате получается настоящий гальванический элемент.

Не имеет значения, целая будет картофелина или нет. Крупный корнеплод, разрезанный на части будет работать так же, как и целый.

Пластинчатый элемент

Ещё один эффективный способ получения картофельного электричества состоит в помещении плоского кусочка сырого корнеплода между пластинками меди, цинка, а также их сплавов. В качестве пластин можно использовать различные медные монеты, а отрицательный электрод сделать из плоской оцинкованной шайбы подходящего диаметра. Такой элемент получается компактным, из него проще составить батарею.

Картофельная батарея

Одна медно-цинковая картофельная ячейка позволит получить максимум около 0,9 В и очень малый ток. Для того, чтобы повысить максимальную мощность, нужно соединить несколько элементов последовательно, параллельно или применить комбинированную схему.

Последовательное соединение

Этим способом пользуются для увеличения напряжения батареи. При такой схеме полюса соединяются таким образом, что положительный полюс одной ячейки соединяется с отрицательным полюсом следующего. Крайние отводы станут плюсом и минусом батареи. ЭДС всех элементов складывается, при этом ток, протекающий в цепи будет равен току одного элемента. Общее суммарное напряжение равно сумме ЭДС всех соединённых элементов.

Две последовательно соединённых картофелины или пластинчатых элемента дадут уже 1,5 В, сравнимые с привычной пальчиковой батарейкой.

С последними дело обстоит очень просто, поскольку такая батарейка получается путём укладки слоями по схеме: плюс-медь-картофель-цинк-медь-картофель-цинк-минус.

Параллельное соединение

При такой схеме соединения токи всех элементов складываются. Все положительные полюса объединяются и образуют «плюс», все отрицательные полюса образуют «минус». Суммарный ток будет равен сумме токов всех объединённых в параллельную схему ячеек, а напряжение равно среднему напряжению отдельных частей.

Комбинированная схема

Заключается в комбинировании последовательной и параллельной схемы соединения для увеличения максимального тока и напряжения батареи.

Таким образом, применяя схему последовательно-параллельного соединения, можно получить вполне работоспособную батарею, например, способную электричеством из картошки зарядить аккумулятор телефона в экстренной ситуации.

При большом количестве задействованных овощей можно даже зажечь бытовую лампу освещения.

Интересное видео о получении электричества из картофеля:

Вареный картофель

Обеспечивает ещё более высокие энергетические показатели. При варке клубней органические вещества в них разрушаются, что способствует снижению электрического сопротивления «электролита». Батарея, собранная из пластинчатых элементов на основе вареного овоща отличается большей мощностью, чем аналогичная из сырого.

Физико-химическое обоснование

Сам по себе картофель, или другой овощ, не содержит каких-либо запасов электричества. И это не та энергия, которую наш организм извлекает при употреблении овощей в пищу. Возникновение электричества происходит вследствие химической реакции окисления-восстановления на электродах гальванической ячейки. В ходе реакции происходит обмен электронами между анодом и катодом с протеканием электрического тока в среде электролита. Электролитом в данном случае является слабый раствор кислот и солей, содержащийся в соке клубня. Цинк или другой металл, окисляясь в среде электролита, освобождает электроны, которые восстанавливаясь на втором, медном электроде образуют электрический ток. При такой реакции цинковый электрод постепенно расходуется. А сам картофель является всего лишь контейнером, способный длительное время сохранять сочность (электролит).

Безусловно, опыты по получению электричества из картошки интересны прежде всего с познавательной точки зрения и для практического применения мало пригодны.

Фонарик из картошки: видео

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.

Откуда в картошке электричество?

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:

• цинк

• медь

• кислота

И именно цинковый контакт здесь служит как расходка. Все электроны утекают с него. При определенных условиях даже земляная почва может дать электричество. Главное условие - ее кислотность.

Втыкаете в землю условно два палки (естественно из цинка и меди) и замеряете напряжение. Иногда разность потенциалов доходит до 0,2В. При влажной почве результат улучшается.

Это так называемая земляная батарея.

Сборка батарейки из картошки

Итак, вот что необходимо для сборки более или менее емкостной батарейки:

Несколько штук, так как от одной толку будет мало.

Чем больше сечением, тем лучше.

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.

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 контактах применить пайку

то всего 4 картошки способны выдать до 12 вольт!

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. Вот видео эксперимент с использованием 400-х! картофелин и подключением от них светодиодной лампочки аж на 110Вольт.

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.

Не каждому знаком такой факт, что если два электрода различных металлов воткнуть в любой овощ или фрукт, то между соком и металлами начнутся химические реакции, в результате которых появится разность потенциалов на электродах, то есть напряжение. Поэтому даже в походе или экспедиции, вдали от цивилизации, можно получить электричество, соорудив источник тока из обыкновенной картошки, гвоздей и медной проволоки , чтобы подзарядить аккумуляторы взятых с собой различных электронных устройств.

Делается такая мини-электростанция несложно - гвоздь и проволока зачищается так, чтобы на них не оставались грязь, окислы или изоляция (в том числе и лак на медной проволоке). Затем картофелина протыкается полученными электродами таким образом, чтобы исключить соприкосновение их друг с другом. Электричество из одной картошки, гвоздя и одной проволочины получается около 0,4 В, что конечно очень мало. Для повышения напряжения нужно собрать ещё две такие «батарейки» и последовательно их соединить. Таким образом значение напряжения увеличивается примерно до 1,3 В, а это уже можно использовать.

В связи с тем, что проходящие внутри картофельных «батареек» химические процессы медленные, то и получаемый от них ток будет весьма мал и незначителен, однако подсоединив конденсатор к выходам системы можно сделать небольшой запас. Чем емкость конденсатора больше, тем большим количеством электроэнергии он сможет запастись от картошечных батареек (при подключении электролитического конденсатора необходимо соблюдать полярность - в случае получения электричества из картошки плюс находится на медном электроде, минус на железном гвозде). Для получения большего напряжения готовится больше таких «батареек» и подключение их последовательное, если же требуется ток большей силы - подключение параллельное.

В принципе, работать в качестве электролита между электродами из меди и цинка способны многие плоды. Профессором Иерусалимского университета и его коллегами разработана технология, позволяющая создавать эффективные дешевые аккумуляторы из... обычной картошки. Картофель выбран израильтянами исходя из того, что это самый дешевый и практичный вариант: распространен повсеместно, прекрасно хранится без холодильника, мушек не привлекает. В лаборатории Рабиновича обнаружено, что если восемь минут поварить картофель, то его электрическая сила увеличится, и батарея получается мощнее, по сравнению с электричеством из сырой картошки, в десять раз.

В результате экспериментов выяснилось, что кусочек недоваренной картофелины, помещенный между пластинами меди и цинка, способен обеспечивать энергией электрическую светодиодную энергосберегающую лампочку (LED лампочку) в течение 40 дней. По утверждению ученых, такая необычная картофельная энергетическая установка обойдется в десять раз дешевле стандартной батареи «АА», вдобавок, картофель экологически безопасен, его можно вполне использовать как удобрение, после окончания срока службы как элемента питания в процессе получения электричества из картошки. К тому же расчеты показывают, что «картофельное» освещение по сравнению с газовым в шесть раз дешевле, а с традиционным электрическим - в двадцать раз.

В походных условиях такой природный источник питания, как картошка, электричества много не даст, но подзарядить батарею мобильного телефона, аккумулятор фотоаппарата, других устройств, потребляющих небольшой ток, вполне позволит. Процесс зарядки аккумуляторов картошечной батарейкой весьма длительный, однако в походе можно оставить на ночь данную систему, а утром получить подзаряженную батарею.