В данном мастер-классе мы создадим химический источник питания, обладающий достаточной мощностью для получения напряжения, способного питать сетевые приборы на 220 В. Принцип работы основан на известном эксперименте с получением электричества из лимона с помощью двух электродов из разных металлов. Однако наша конструкция будет более масштабной и эффективной за счет увеличения площади электродов, что позволяет получить больший ток и, следовательно, более высокую мощность установки. В качестве электролита используется вода с добавлением пищевой соды.
Необходимые материалы и инструменты
- Канализационная ПВХ труба длиной 1-1,2 м.
- Две заглушки ПВХ.
- Медный провод.
- Оцинкованная полоска.
- Кусок гофрированной трубы.
- Тонкая трубка ПВХ.
- Пара кусков пластика для подставок.
- Две клеммы.
Пошаговая сборка водяной батареи
Первым делом необходимо собрать герметичный корпус батареи из ПВХ трубы. Для удобства обслуживания на концах трубы устанавливаются закручивающиеся заглушки. Край трубы разогревается с помощью газовой горелки.
После разогрева вставляется заглушка.
В результате получается аккуратный край с резьбой.
В крышках заглушек вклеиваются отрезки тонкой ПВХ трубки с помощью эпоксидного клея. Эти отрезки не требуют отверстий и служат для центровки внутреннего элемента.
Для горизонтального расположения батареи к корпусу приклеиваются ножки из пластика.
Изготовление электродного элемента
Если такой трубки нет, можно использовать гладкую, но тогда провод нужно будет фиксировать через определенные промежутки.
Затем в промежутки между витками медного провода наматывается оцинкованная лента.
Важно следить, чтобы медная и цинковая ленты не соприкасались, чтобы избежать короткого замыкания.
С одного конца элемента подключается и выводится провод от медного электрода, а с другого — от цинкового.
К выводам подсоединяются провода и устанавливаются клеммы для удобства подключения.
Готовый элемент помещается внутрь ПВХ трубы-корпуса.
Корпус закрывается крышкой так, чтобы трубка на крышке вошла внутрь элемента с электродами для центровки.
Приготовление электролита и завершение сборки
Приготавливается электролит: в воду добавляется пара столовых ложек пищевой соды и тщательно размешивается. Полученный раствор заливается в батарею.
Корпус батареи можно покрасить черной эмалью для эстетики. Сбоку устанавливается кран для стравливания образующихся газов и слива жидкости. После этого закрывается вторая крышка. Химический источник тока готов к работе.
Тестирование и результаты работы солевой батареи
Измерения показали, что напряжение холостого хода батареи составляет 1,6 В, а ток короткого замыкания — 120 мА.
Для демонстрации работоспособности сначала подключается нагрузка в виде однотранзисторного повышающего преобразователя, питающего светодиоды.
Светодиоды горят ярко, потребляя около 20 мА. При этой нагрузке напряжение проседает до 1,2 В.
Далее батарея тестируется на более серьезной нагрузке — лампе на 220 В мощностью 3 Вт.
Лампа также подключается через повышающий преобразователь.
Лампа светит стабильно. Начальное падение напряжения составило 0,8 В, а после двух часов работы — 0,6 В.
Собранной батареи хватает на несколько часов непрерывной работы. Вы можете экспериментировать с конструкцией: попробовать использовать в качестве электролита поваренную соль вместо соды или заменить электроды на другие металлы. Возможно, это позволит увеличить выходное напряжение и время автономной работы. Удачи в экспериментах!
