Electricidad y luz de un limón: 3 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Hace poco más de 200 años, el físico italiano Alessandro Volta inventó la primera batería verdadera. En este experimento de ciencias en el aula podemos recrear una batería muy similar que Volta inventó usando nada más que un limón y dos piezas de metal. Es lo suficientemente potente como para encender un LED, ¡realmente estamos creando luz a partir de un limón!

Por cierto… La batería de Volta usaba cobre, zinc y un paño empapado en agua salada. En nuestro experimento usaremos cobre, magnesio y un limón, pero la teoría es la misma, estamos usando una reacción química para producir electricidad.

El proyecto está destinado a estudiantes de entre 10 y 15 años (grados 5-9 en EE. UU.). Los estudiantes mayores deberían poder completar el proyecto sin ayuda y averiguar por qué el circuito no funciona (por ejemplo, la conexión no es buena entre los limones, etc.).

El proyecto es perfecto para clases de Física o Ciencias Generales, pero también podría extenderse a una clase de TI. Hará que sus estudiantes piensen de dónde obtienen la energía sus teléfonos móviles. La clase muestra que una batería usa una reacción química para crear corriente eléctrica.

Suministros

• Medio limón cortado en 3 gajos (es decir, 3 x 1/6 de limón)
• Un poco de alambre de cobre (aproximadamente 12 "(20 cm) en total): este es el cable que se usa en los enchufes de electricidad de su hogar. Si conoce a un electricista, seguramente tendrá muchos recortes que puede usar. De lo contrario, está disponible en todas las ferreterías.
• Un poco de cinta de magnesio (aproximadamente 3 "(10 cm) en total): está disponible en línea por alrededor de $ 3 la yarda (1 m). Si no puede obtenerla, los clavos" galvanizados "también funcionarán (pero no tan buenos), estos son clavos cubiertos de zinc, las ferreterías los tendrán, se ven grises y opacos a la vista (es decir, no brillantes).
• Un LED (LED normal de 3v), evita el azul, ya que a veces necesitan más energía para iluminarlos.

Paso 1: preparar los materiales y hacer las celdas

Toma el 1/2 limón y córtalo en 3 gajos como se muestra en la imagen.

A continuación, corte 2 trozos de alambre de cobre de aproximadamente 1 "de largo. Asegúrese de que no haya un blindaje de goma alrededor del cable, debe ser de color" cobre ":-)

Finalmente, 3 pedazos de cinta de magnesio de aproximadamente 1 de largo (es fácil de cortar con tijeras)

Vamos a crear 3 baterías pequeñas (o "celdas"). Cada batería consta de un segmento de limón, un terminal de cobre y un terminal de magnesio.

¿Por qué necesitamos 3 baterías, preguntas? Bueno, cada batería producirá aproximadamente 1 voltio de electricidad, pero un LED necesita alrededor de 3 voltios de electricidad para funcionar. Entonces, si conectamos 3 baterías seguidas tendremos 3 voltios, debería ser perfecto para encender el LED.

Paso 2: Conecte las 3 baterías seguidas

Entonces tenemos las 3 baterías, ahora necesitamos conectarlas en una fila.

Lo importante en esta etapa es que el terminal de cobre de una batería se conecta al terminal de magnesio de la siguiente batería. La forma más sencilla de hacer esto es doblar el alambre de cobre para que apriete el magnesio para hacer una conexión firme.

Si accidentalmente conecta el cobre al cobre o el magnesio al magnesio de cada batería, las baterías básicamente se cancelarán entre sí, es como poner una de las baterías en el control remoto de su televisor al revés, el control remoto no funcionará.

Entonces ahora tenemos las 3 baterías seguidas.

Paso 3: conecta el LED y deja que haya luz

Finalmente podemos conectar el LED al terminal muy izquierdo de la batería izquierda y al terminal muy derecho de la batería derecha para que se realice el circuito eléctrico.

Pero espera, el LED es muy particular en cuanto a cómo está conectado. Verá que una de las patas del LED es más larga que la otra, esto se llama "Ánodo", esto debe conectarse al lado positivo (+) de la batería. La pata más corta se llama "cátodo", esto debe conectarse al lado negativo (-) de la batería.

Pero, ¿cuál es el terminal positivo y cuál el negativo de la batería de limón?

….. El cobre es positivo (+), así que conecte la pata larga del LED al cable de cobre y conecte la pata corta del LED al terminal de magnesio.

Y listo, el LED debería encenderse. Si aprietas los segmentos de limón, es posible que veas que el LED se ilumina más a medida que se libera más jugo, lo que hace una mejor conexión con los terminales.

Entonces, ¿cuál es la ciencia detrás de esta magia?

Bueno, se está produciendo una reacción química entre los dos terminales metálicos diferentes (llamados "electrodos"), el jugo de limón ayuda en la reacción (se llama "electrolito"). Cuando tiene lugar la reacción química, se crean algunos "electrones" adicionales que fluyen a lo largo del circuito hacia el LED. Luego, el LED convierte estos electrones en luz.

Vea lo que sucede con los terminales si deja el LED conectado durante unas horas. ¡Me temo que no ha inventado una batería que durará para siempre!

También puede probar con solo 2 celdas, el LED debería encenderse pero será más tenue. Con solo una celda, seguro que el voltaje será demasiado bajo para encender el LED, pero siga adelante e intente.

Las baterías se están volviendo cada vez más críticas para alimentar nuestros dispositivos móviles y autos eléctricos, esta clase muestra que la tecnología de baterías ha avanzado mucho en los últimos 200 años, pero aún hay mucho margen de mejora … tal vez pronto su teléfono móvil solo lo hará ¡Necesita cargar una vez al año!

Si no puede encontrar una cinta de magnesio:

Finalmente, si no tiene magnesio, también puede probar el experimento usando zinc como hizo Alessandro Volta en lugar de magnesio (se pueden usar algunos clavos galvanizados (llamados "galvanizados")) pero es posible que necesite usar más de 3 celdas ya que el zinc solo producirá aproximadamente 0,9 voltios por celda en comparación con más de 1 voltio con el magnesio.