Принцип работы классической лимонной батарейки основан на химической реакции: кислота растворяет цинк, высвобождая электроны, которые затем возвращаются в раствор, способствуя образованию газообразного водорода. Хотя такие самодельные источники тока обычно уступают по мощности промышленным аналогам, они остаются отличным образовательным инструментом. Более того, при правильной конструкции их энергии может хватить для питания, например, радиоприёмника.
Почему батарейки слабые и как это исправить
Низкая мощность связана с особенностями химических реакций и используемых материалов. Чтобы максимизировать эффективность, я решил сконцентрироваться на двух ключевых параметрах: сократить расстояние между электродами (цинком и медью) и значительно увеличить площадь их поверхности. Для этого я создал специальный спиральный шнурок из многожильного провода, который служит одновременно барьером, предотвращающим короткое замыкание, и основой, пропитываемой электролитом (уксусом).
Три таких элемента, соединённых последовательно, давали напряжение около 2.4 В, которого было достаточно для свечения небольшого светодиода, несмотря на скромную силу тока. Визуально реакцию подтверждало активное выделение пузырьков водорода. Я делюсь этой методикой в надежде, что она вдохновит вас на собственные эксперименты и проекты.
Мастера покупают изобретения в лучшем китайском интернет-магазине.
Необходимые материалы и инструменты
Для сборки батареи вам понадобятся три основных компонента: цинк, медь и кислота.
- Цинк: В качестве источника цинка можно использовать оцинкованную стальную проволоку. Хотя состав покрытия не всегда указан прямо, на таких изделиях обычно используется именно цинк.
- Медь: Медная проволока легко доступна в магазинах для рукоделия и хозяйственных отделах.
- Кислота: Я рекомендую обычный белый дистиллированный уксус. В нём нет лишних примесей вроде сахара или соли, которые могли бы осложнить реакцию.
- Разделитель: Чтобы электроды не соприкасались, но находились близко друг к другу, идеально подойдут обычные шнурки. Они отлично впитывают электролит.
Из инструментов подготовьте: ножницы, кусачки, электродрель и С-образный зажим.
Электроника для самодельщиков в китайском магазине.
Пошаговая инструкция по сборке
1. Возьмите примерно 6 метров проволоки и намотайте её на С-образный зажим. Свободные концы вставьте в патрон дрели и затяните. Включите дрель, чтобы скрутить проволоку в плотный многожильный жгут. Проделайте это отдельно с медной и оцинкованной проволокой.
2. Медный жгут скрутите ещё дважды, чтобы сделать его толще и плотнее. Он станет центральным сердечником нашей конструкции.
3. 
4. Отрежьте конец шнурка и проденьте внутрь него подготовленный толстый медный жгут. Протолкните его до конца, оставив небольшой выступающий конец для будущего электрического подключения.
5. Начинайте плотно обматывать оцинкованную проволоку вокруг шнурка с медным сердечником. Продолжайте, пока не дойдёте до конца.
6. В результате у вас получится конструкция с большой площадью поверхности цинка и меди, расположенных очень близко, но не соприкасающихся благодаря шнурку, который позже пропитается кислотой.
7. Для компактности аккуратно намотайте получившийся «кабель» на себя или сверните в кольцо. Проявите фантазию! Главное — помнить, что оголённый конец медного жгута и конец оцинкованной проволоки будут служить контактами для подключения.
Тестирование и результаты
Как видно на фотографиях, сухая батарея не вырабатывает напряжение. Всё меняется после добавления уксуса: каждый элемент начинает выдавать около 1 В, а три последовательно соединённых элемента — более 2 В.
На изображении крупным планом хорошо заметны пузырьки газа — это и есть продукт реакции, водород. Батарея производит его постоянно.
Измерение силы тока короткого замыкания показало значение до 40 мкА. Этой энергии, как уже упоминалось, хватило, чтобы зажечь синий светодиод.
Источник