Устройство батарейки
Батарейка — простой, дешевый и надежный источник энергии для бытовых приборов.
Конструкция батареек.
Внутри такого устройства находятся:
- Положительно и отрицательно заряженные полюса.
- Католит.
- Ртуть, никель, свинец, кадмий, никель.
- Смола.
- Угольный стержень.
Самым важным показателем источника питания считается вместимость заряда. Она определяет цену и период работы: чем больше емкость, тем дольше прослужит аккумулятор.
Магия батарейкиопыты и эксперименты по окружающему миру (подготовительная группа) по теме
Однажды мы играли радиоуправляемой машинкой в детском саду, и вдруг она замерла. Мы предположили, что возможно поломался механизм движения, или кончился заряд в батарейках. Стали проверять – механизм исправен, второй вариант поставил перед нами проблему: можно ли сделать батарейку своими руками?
И вот мы начали исследование со сбора разной информации. Изучив детские энциклопедии мы узнали, что «батарейка» это обиходное название аккумулятора, т.е. накопитель энергии, другими словами «копилка электрических зарядов».
Мы решили выяснить, как можно получить и накопить электроэнергию, поэтому обратились к книге «Большая энциклопедия «Почемучек». Магия электричества волновала людей с давних времён. В средних веках учёные пытались понять природу происхождения электричества: они изучали «электрических» рыб, молнию. Некоторые из них предлагали использовать электричество для лечения людей. Но вспышки электрических разрядов были кратковременны, и для их возникновения требовались определённые условия.
Алессандро Вольта предложил использовать некоторые виды металлов, которые, реагируя друг на друга вырабатывали энергию, и при замыкании цепи могли передавать её механизму. Такое устройство было названо «Вольтов столб», и стало прототипом современных батареек.
Первую батарею в России соорудил Василий Петров. Она была очень мощная и громоздкая.
Дальнейшие исследования показали, что такие батареи:
- в холоде теряют заряд, а в тепле хранят дольше;
- соединив несколько элементов в цепь, повышают ёмкость;
- в зависимости от типа (металлов из которых они состоят), одни могут пререзаряжаться, а другие дольше хранят заряд.
Далее мы обратились к моему папе. Он рассказал и показал нам, что на сегодняшний день существует большое разнообразие аккумуляторов и они различаются не только своим содержанием (типом), но и назначением. Есть очень тяжёлые, изготовленные из свинца, они предназначены для запуска автомобилей. Стационарные (неподвижные) для обеспечения аварийных источников тока на станциях особого важного назначения. Для электровозов и электромобилей используются тяговые. А портативные для питания приборов, инструментов, аварийного освещения.
Мы стали рассматривать и сравнивать формы аккумуляторов и убедились, что все современные аккумуляторы выпускаются в призматической и дисковой форме, и отличаются размерами. Так, например, для портативных, переносных, домашних приборов – маленькие, а для техники — более громоздкие и энергоёмкие.
А ещё мы выяснили, что электронная аппаратура оснащается «умными батарейками», в них кроме аккумулятора имеются микрочипы – датчики, передающие данные о заряде. Такие аккумуляторы можно встретить в сотовых телефонах, фотоаппаратах, ноутбуках и даже в утюгах.
Перед нами встала проблема, как нам посмотреть из чего состоит батарейка, ведь разбирать её нельзя. Почему? Мы обратились к интернету, и узнали следующее: при взаимодействии металлов иногда выделяются вредные вещества. Поэтому батарейки нельзя разбирать и деформировать. В целях предотвращения загрязнения окружающей среды их не рекомендуется выбрасывать с обычным мусором. Нужно сдавать их в специальный пункт приёма. Папа …. рассказал нам, что корпус батарейки, который делают из цинка, снаружи может быть покрыт картоном или пластиком. Внутри корпуса находятся химические вещества в виде пасты, а у некоторых батареек посредине есть угольный стержень. Если мощность батарейки падает, это значит, что данные вещества израсходованы и батарейка больше не в состоянии производить электричество.
Вооружившись такой информацией, мы предположили, что аккумулятор можно сделать своими руками, при этом нужно постараться, чтобы он как можно меньше загрязнял окружающую среду.
Мы выбрали наиболее безопасный вариант изготовления батарейки в домашних условиях. Ученые утверждают, что если у вас дома отключат электричество, вы сможете некоторое время освещать свой дом при помощи лимонов. Ведь в любом фрукте и овоще есть электричество, поскольку они заряжают нас, людей, энергией при их употреблении. Большинство фруктов содержит в своем составе слабые растворы кислот. Из всех овощей и фруктов самые кислые – цитрусовые. Мы решили создать «Лимонную батарею» и «Апельсиновую батарею». Нам понадобились гвоздь, медная проволока, цитрусовые фрукты. Гвозди, с намотанной на них медной проволокой, вставили во фрукт и получилась «батарейка». Проведя сравнение, мы выяснили, что «победили» лимоны, так как лампочка горела дольше и ярче.
К сожалению, мощности «Лимонной батарей» не хватило завести машинку. Вспомнив одно их свойств аккумуляторов, мы попробовали увеличить цепь на пару лимонов….и, наконец – то слабенько, но колёса начали двигаться!
Итоги нашей работы показали, что использованные нами источники вырабатывают энергию, но не достаточную для полноценного движения автомобиля. Они малоэффективны и дороги (в сравнении со стоимостью батареек), но безвредны. Существуют и другие комбинации для батареек, но эти элементы в магазине не купишь.
Такие выводы подвели нас к необходимости изучения других — природных источников энергии – солнца, воды, ветра. И это идея нашего следующего исследования.
Как определить, заряжена ли батарейка
Многие компании наносят на оболочку своего продукта шкалу, которая отображает количество заряда. Когда светится красный, это означает, что аккумулятор лучше заменить.
Многие компании наносят на оболочку своего продукта шкалу заряда.
Если индикатора нет, то можно определить количество заряда следующим образом: поднимите батарейку в 3-4 см от стола (или другой ровной поверхности) и аккуратно отпустите. Разряженный элемент питания отскочит и упадет, а заряженный — ровно приземлится.
Мобильный обогреватель для рук
Незаменимая вещь в морозную погоду, когда руки замерзают за несколько минут, а перчатки и варежки совсем не греют.
Такой мини-обогреватель легко соорудить из батареи и оберточной бумаги или фольги. Прибор питания оборачивают в фольгу и замыкают ее концы на двух клеммах. Тепло хорошо сохраняется под оберткой, обеспечит комфорт холодным конечностям.
Что можно сделать из старых полотенец и практичные идеи для экономии
Перед проведением манипуляций, зарядить батарейки.
Правила утилизации
На многих упаковках указано, что батарейки выбрасывать нельзя — только утилизировать. Внутри аккумулятора содержится достаточно вредных соединений, чтобы нанести непоправимый ущерб почве, воде и воздуху. Для нашего здоровья содержимое источников питания тоже токсично, поэтому нужно соблюдать правила их утилизации.
В некоторых районах страны сложно найти специальные пункты приема отработанных источников энергии.
В таком случае действуйте следующим образом:
- Договоритесь с друзьями и родственниками, что вы или кто-то другой будет ответственным за сбор и утилизацию разряженных элементов питания.
- Найдите точки приема в ближайшем населенном пункте. В каждом большом городе располагается как минимум один пункт сбора батареек. Чаще всего они располагаются рядом с магазинами техники или мебели.
- Если вы живете в населенном пункте вдалеке от мегаполиса, можно договориться с локальным МЧС или представителями заводов, которые занимаются переработкой аккумуляторов.
Ни в коем случае не оставляйте старые батарейки в свободном доступе. До момента утилизации храните их в пластиковых коробках. Не забывайте: токсины просачиваются в воздух, которым дышите вы и ваши близкие.
Что можно сделать из использованных батареек
Разряжённый источник питания можно ненадолго зарядить, если приобрести новый в данный момент нет возможности. Для этого осторожно деформируют корпус, не допуская его повреждения. Если оболочка треснула, то в электронику аккумулятор уже не помещают, так как из него вытечет едкая жидкость и испортит прибор.
Из батарейки, которая отслужила свой век по прямому назначению, можно сделать светильник, оформив его по собственному желанию.
Лампочку для поделки берут маленькую, чтобы оставшихся мощностей аккумулятора хватило на появление свечения
Чтобы убедиться, что батарейка разряжена, её бросают на стол «минусом» вниз с высоты трёх сантиметров. Новая батарейка падает с глухим звуком, севшая падает звонко и отскакивает.
Для изготовления понадобится:
- использованная, но не повреждённая батарейка;
- лампочка;
- тонкая проволока из меди;
- скотч;
- бумага и глина для творчества.
Инструкция по изготовлению:
- Проволоку разделяют на две части.
- Скотчем приклеивают одну часть проволоки к клемме с отрицательным зарядом.
- Вторую часть наматывают на металлическую область лампы.
- Свободный конец проволоки (той, что на лампе) прикрепляют ко второй клемме батарейки.
- Для того чтобы лампа загорелась, нужно замкнуть цепь.
Свет от лампы получается довольно ярким.
Превратить изделие в интересную поделку можно, обклеив аккумулятор картоном или пластилином. Полученный фонарик может стать осветительным прибором в кукольном домике или стать жучком с клеммами-усиками. Играют изделием под присмотром взрослых.
Аналогично можно сделать подсветку стакана.
Меры предосторожности
Не занимайтесь утилизацией самостоятельно. Не сжигайте и не закапывайте батарейки независимо от их количества. По последним данным один старый аккумулятор наносит вред территории, на которой могут обитать еж, 2 дерева и тысяча червей.
Не храните батарейки в металлических коробках. Содержимое вызывает коррозию металла и просачивается в почву и в подземные воды.
Отказ от утилизации наносит непоправимый ущерб окружающей среде и здоровью населения. Переработка старых батареек — мероприятие, организованное исключительно в целях сохранения экологии.
Как сделать электромагнит своими руками?
Магнит небольших размеров создают даже в домашних условиях, если имеется аккумуляторная батарейка с небольшим уровнем заряда. Поможет изучить действие электромагнитных сил на практике.
Взять батарейки, медную проволоку 1,5 метра, обернутую в изолирующий материал, гвоздь. Проволоку накручивают на гвоздь по всей его поверхности. По краям оставляют несколько сантиметров проволочки для их присоединения к батарейке.
Магнит притянет только небольшие и мало весящие предметы.
Отсоединив концы, магнит теряет силу притяжения.
Подготовительные работы
10 лучших примеров реконструкции старых домов: «до» и «после»
Чтобы правильно подготовить лампочку к работе, необходимо запастись:
- лампочка
- плоскогубцы
- отвёртка
- плотные резиновые перчатки
- листы бумаги
Рабочую поверхность застелить бумагой, это предотвратит дальнейший поиск мелких осколков. Несмотря на то, что лампочки делаются из очень тонкого стекла, всё же есть риск порезаться. Поэтому не лишним будет одеть перчатки. Далее из цоколя лампы вынимаем плоскогубцами контакт. Отвёрткой разламываем и вытаскиваем изолятор цоколя, делаем это предельно аккуратно, чтобы не повредить лампочку и себя самого. После чего можно пинцетом или маленькими щипцами изъять всё содержимое лампочки наружу. Завершающим действием будет почистить внутреннюю поверхность стекла сухой салфеткой.
Почему нельзя выкидывать батарейки в мусорное ведро?
Маленькая батарейка содержит огромное количество опасных элементов.
Оказавшись на свалке, она начинает терять целостность корпуса и выделять свою ядовитую начинку в:
- почву,
- подземные воды,
- атмосферу.
Эти ядовитые элементы вместе с едой и питьем проникают в организм человека. Именно в таком виде выброшенная батарейка возвращается к нам обратно со свалки.
В составе элементов питания содержатся:
- Свинец. Отравляющее вещество, негативно влияющее на развитие мозга и нервной системы, особенно у маленьких детей. При накоплении в организме человека может вызывать кому, судороги и даже смерть. Не существует такого уровня воздействия свинца, который считается безопасным.
- Ртуть – опасные испарения этого вещества грозят заболеваниями туберкулезом, поражают печень и желчный пузырь, нарушают работу нервной системы. Наиболее уязвимы к ртутным отравлениям дети и женщины.
- Кадмий – токсическое вещество, вызывающее рак легких, а также отрицательно влияющее на работу почек. Кадмий остается в печени и почках и крайне медленно выводится из организма. Никель-кадмиевые батарейки являются очень опасными предметами. Необходимо внимательно следить, чтобы дети не играли с такими предметами.
- Никель. Интоксикация приводит к нарушению деятельности сердца.
- Цинк. Может вызвать острые кишечные инфекции.
Заражение окружающей среды происходит в течение целого века, причем остановить этот процесс невозможно. Однако можно не допустить, если своевременно сдавать использованные батарейки на утилизацию.
Удивительный способ надуть воздушный шар
И в химии, и в кулинарии смешиваются разные ингредиенты для создания чего-то нового. В кулинарии некоторые ингредиенты, такие как дрожжи и сахар, необходимы для создания нового продукта, потому что между ними происходит важная химическая реакция. Это занятие покажет ребенку, как работают дрожжи.
Вам понадобится:
- 3 ст. л. сахара
- ½ чашки теплой воды
- 3 маленьких пакета сухих дрожжей
- 1 пустая пластиковая бутылка
- воздушный шарик
- резинка
Опыт. Пусть ребенок растворит сахар в воде. Вмешайте дрожжи и перелейте смесь в бутылку. Натяните основание шарика на горлышко бутылки и закрепите резинкой. Поставьте бутылку в теплое место, например, к батарее. Через некоторое время шарик начнет надуваться. Почему?
Объяснение. Клетки дрожжей едят сахар и выделяют газ, который называется углекислым. Он тяжелее, чем кислород, поэтому он выталкивает воздух вверх по бутылке в шарик. То же самое происходит во время приготовления пищи. В этом случае освобожденный углекислый газ помогает подняться тесту.
Запусти плавать яйцо
Это занятие поможет вашему ребенку уяснить понятие плотности и понять, почему предметы тонут или плавают.
Вам понадобится:
- 2 чистых стакана
- вода
- маркер
- чайная ложка
- соль
- 2 яйца
Опыт. Наполните один стакан водой наполовину. Отметьте уровень воды маркером. По ложке добавляйте соль и размешивайте ее, пока она не растворится. Когда соль прекратит растворяться, больше не кладите.
Посмотрите, что случилось с уровнем воды, когда вы добавили соль. Уровень не должен подняться, наоборот, вода становится более плотной, когда она насыщается солью. Когда вы растворяете соль в воде, вы впихиваете в воду больше молекул, не предоставляя воде при этом больше места.
Наполните второй стакан водой наполовину. Потихоньку опустите в каждый стакан по яйцу. В соленой воде яйцо будет плавать, а в простой воде утонет.
Объяснение. Соленая вода более плотная, чем яйцо, поэтому оно держится на ней и плавает. А простая вода менее плотная, поэтому она не может удержать яйцо, и оно тонет.
Резиновое яйцо
В нашем теле постоянно происходят химические реакции. Если ваш ребенок забывает чистить зубы, то этот домашний опыт покажет ему, как в зубах получаются дырки.
Вам понадобится:
- яйцо
- маленький контейнер
- уксус
- куриная косточка
Опыт. Пусть ребенок положит яйцо в маленький контейнер и зальет его уксусом. Оставьте его на 24 часа. Вылейте уксус и осторожно выньте яйцо. Сожмите его. Кислота из уксуса растворила минералы, которые были в скорлупе, и теперь она стала мягкой как резина.
Повторите этот эксперимент с куриной косточкой. Через 3–4 дня она станет эластичной.
Объяснение. Бактерии, находящиеся у нас во рту, производят кислоту, которая растворяет эмаль на зубах, подобно тому как уксусная кислота растворила минералы в скорлупе и косточке. Напоминайте детям чистить зубы, чтобы очищать рот от бактерий и сохранить зубы здоровыми и крепкими.
Животные и насекомые из резисторов и транзисторов
Признаюсь честно, далеко не всегда получается угадать, какое именно животное или насекомое предстало перед нами в образе из радиодеталей. Однако придумано их не мало и талантливое моделирование фигур всяких зверушек часто поражает воображение.
Во всяком случае, этот паук – очень правдоподобный тарантул. Для его изготовления потребуется сотня электролитических конденсаторов и немало времени.
Возможно, это жучок-плавунец, пусть решают специалисты. Его крылья изготовлены из двух частей одинаковых печатных плат.
Стрекоза – ну просто стратегический бомбардировщик! Для поделки потребуется целый набор печатных плат и десятки операционных усилителей.
Самая грандиозная поделка – морская черепаха. Лучше не беритесь за такое, здесь явно потребуется несколько исполнителей.
Теперь рассмотрим более реальные для повторения поделки, все более простые. Крокодил – очень узнаваем, разве в природе он сделан не из микросхем?
Это нормально, что клешни у рака разные. Так случается, что он теряет одну из них во время «морских сражений», а вместо нее начинает расти другая…
Независимо от окраски, тараканов я тоже не люблю. Однако эти особи имеют две положительные характеристики: они не приносят вреда и спаять подобных насекомых совсем не сложно. Сделаете их много – будет очень реалистично.
Обалденный паук! Поделка не сложная, но где взять точно такие комплектующие?
Очаровательный мышонок и не сложный для повторения. Интересно, для детей это действующий герой?
В сети немалое количество разных песиков, но этот понравился больше всех: минимум деталей и очень выразительно! Обратите внимание, для монтажа использовался клеевой пистолет
Виды и маркировка батареек
В сводной таблице представлены отличия элементов питания по диаметру, высоте, емкости и, соответственно, названию.
Название | Диаметр, мм | Высота, мм | Емкость, мАч |
AAAA | 8,3 | 42,5 | 625 |
AAA | 10,5 | 44,5 | 540-1300 |
N | 12 | 30,2 | 1000 |
1/2AA | 14,5 | 25 | 250 |
AA | 14,5 | 50,5 | 1100-3500 |
A | 17 | 50 | – |
R10 | 21,5 | 37,3 | 1800 |
B | 21,5 | 60 | 8350 |
C | 26,2 | 50 | 3800-8000 |
F | 33 | 91 | – |
D | 34,2 | 61,5 | 8000-19500 |
Кроме того, маркировка связана с составом электролита и металла. По этому принципу выделяют 5 самых распространенных типов аккумуляторов:
- (PR) Воздушно-цинковые относятся к разряду самых чистых с экологической точки зрения аккумуляторов; функционируют в интервале температур -20 – +35 градусов, но для поддержания работы требуется надежная герметизация.
- (CR) Литиевые элементы работают даже при пониженных температурах, вплоть до -40 градусов; готовы прослужить до 12 лет.
- (SR) Серебряные элементы питания хранятся до 10 лет, а работают до -30 градусов.
- (LR) Щелочные – алкалиновые и щелочно-марганцевые.
- (R) Солевые – цинк-карбоновые и угольно-цинковые – относятся к самым дешевым аккумуляторам; быстро разряжаются, но в силу стоимости пользуются популярностью.
Цветочное дерево и топиарий с розами
Представляет собой классику топиариев. Горшочек, тонкий ствол, пышная крона из нежных цветов из салфеток. Этот топиарий своими руками несколько сложнее, потому что потребуется закрепить тонкий стволик в горшке. Для закрепления используется гипс. Набор материалов:
- Цветочный горшок.
- Разноцветные салфетки.
- Китайские палочки, связанные в пучок достаточной толщины.
- Нитки.
- Газеты для основы кроны.
- Степлер, ножницы, клей.
Из чего еще можно изготовить цветы, украшающие крону? Бумага – материал пластичный, но недолговечный. Цветы можно сделать из атласных лент или текстиля, нарезанного полосками.
Для такого топиария нужны следующие материалы:
- Лента, нитки в тон. Ленты сворачиваются в виде роз, скрепляются нитками.
- Иголка.
- Декоративный шар в качестве основы.
- Кашпо или горшок, прямая сухая ветка для стволика.
- Бусины, подходящие по цвету.
- Клей (лучше взять прозрачный Момент), ножницы, свеча (для обработки краев ленты, чтобы они не осыпались).
Способ заправки соляной кислотой
Реанимировать батарейки можно, вскрыв их корпус. Способ предполагает сложные действия, но в целом они безопасны. Делают 2 отверстия возле угольных стержней. 10-процентную соляную кислоту набирают в шприц и вводят состав в батарейку. Кислоту можно заменить высокопроцентным уксусом. Дать настояться несколько часов и закрыть отверстия подходящим материалом: автогерметиком, подойдет пластилин, воск.
Такие способы реанимации не всегда срабатывают, но в большей части все-таки дают положительный результат. Только нужно помнить, что восстановленная батарейка возвращается к жизни лишь на непродолжительное время, но этого должно хватить, чтобы найти ей замену.
Электрический лимон
Это занятие покажет вам, как батарейки вырабатывают электричество.
Вам понадобится:
- железная скрепка
- лимон
- медная проволока
Опыт. Пусть ребенок распрямит скрепку и вставит один конец в лимон. Уберите изоляцию с обоих концов проволоки и вставьте один конец в лимон. Возьмите наружные концы скрепки и проволоки и поднесите одновременно к языку. Вы почувствуете пощипывание, вызванное электричеством.
Объяснение. Как это работает? Вы создали электрическую батарею. Для батареи нужно два типа металла и кислота. Скрепка и проволока — это два металла, а лимон дает лимонную кислоту. Вода проводит электричество, поэтому ваш влажный язык замыкает электрическую цепь, когда вы прикладываете к нему провода.