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塩水はバッテリーの電解質として機能し、電気を生成します。バッテリーには3つの部分があります。電解質と2つの電極で、これらは異なる材料、多くの場合金属でできています。 1880年頃にアレッサンドロボルタが製造した最初のバッテリーのいくつかは、塩水、銀、亜鉛を使用して発電しました。このタイプのバッテリーは簡単に組み立てて実験できます。
電解質とバッテリー
水では、食卓塩、または塩化ナトリウム（NaCl）は、正に帯電したナトリウムイオン（Na +）と負に帯電した塩素イオン（Cl-）に溶解します。化学者は、このようなイオンの溶液を電解質と呼びます。バッテリーでは、カソードと呼ばれる1つの電極が電子を溶液に放出し、正の電荷を残します。同時に、もう一方の電極であるアノードが電子を収集し、負の電荷を与えます。電解質中のイオンは、このプロセスを促進します。 2つの電極間の電荷の不均衡により、電位差または電圧が発生します。回路内の端子を接続すると、アノードに蓄積された電子が回路を通ってカソードに戻り、電流が発生します。
あなた自身のボルテックス
ボルタは、銀のディスクと亜鉛のディスクの間に挟まれた塩水に浸した紙で構成されるユニットで、「ボルタパイル」バッテリーを作りました。彼はこの基本ユニットを積み重ねて、かなりの電圧のバッテリーを作りました。このような基本単位の用語はセルです。同様のバッテリーは、家庭用品で非常に簡単に作成できます。 1982年以降に作られた5枚のペニー、厚紙または板紙、塩、水、電気テープ、120グリットのサンドペーパー、および端が剥かれた2本のワイヤーが必要です。 1983年以降に製造されたペニーは、銅被覆亜鉛ディスクです。この事実のおかげで、Voltaのように2種類の金属ディスクは必要ありません。
バッテリーの構築
4枚のペニーの片側を平らな亜鉛の表面までサンドアウトします。大さじ1杯の塩を水1カップに溶かします（加熱が役立ちます）。カードストックから、ペニーのおおよそのサイズの4つのディスクを切り取り、塩水に浸します。銅の片側をテーブルの上に置き、その上に浸したディスクを置きます。ペニーと浸漬したディスクを交互に積み重ねて、最後の浸漬したディスクの上に無傷のペニーを重ねて積み重ねを続けます。最初のコインと最後のコインに1本のワイヤを保持し、アセンブリに電気テープを巻き付けてアセンブリを保持します。ユニット全体をテープで密封すると、蒸発が抑えられ、バッテリーの寿命が長くなります。
バッテリーを使用する
1ペニーの亜鉛側、浸したディスク、および別のペニーの銅側で構成される各セルは、約1ボルトを生成します。 4つのセルを使用すると、バッテリーは約4ボルトを生成します。これはマルチメーターでテストできます。また、LEDを明るく照らすには4ボルトで十分です。 LEDからの短いリード線を、無傷のペニーのあるバッテリーの端に接続します。これが陽極、つまりバッテリーの負極です。
さらなる実験
電極用の2種類の金属のほとんどすべての組み合わせがバッテリーを構成します。異なる組み合わせにより異なる電圧が生成されます。 2つの異なる金属で挟まれた塩水に浸したカードストックで作られたセルを積み重ねることで、Voltaのバッテリーを作ることができます。アイデアには、ペニーとニッケル、ペニーとアルミニウム（ポップ缶の箔またはサンドピース）、ペニーと亜鉛被覆ワッシャー、および非被覆スチールワッシャーとアルミニウムが含まれます。