Naturvidenskabelig pointe:
Dette eksperiment viser, at det er muligt at lave strøm ved at udnytte forskellen i metallers “ædelhed”, eller rettere placering i spændingsrækken. Aluminium og kobber er to metaller, vi kender fra hverdagsting, som f.eks gryder og ledninger. Ved at sætte aluminium og kobber i forbindelse med en saltvandsopløsning, vil der dannes en spændingsforskel mellem aluminium og kobber. Ved at sætte flere af sådanne batterier i serie kan du opnå en højere spænding og få f.eks. en diode til at lyse.
Intro til spejderne
I dagligdagen er vi vant til at bruge batterier af mange forskellige typer. F.eks til smartphones, computere, cykellygter, armbåndsure og pandelamper. Men har du nogensinde tænkt over hvordan strømmen egentlig skabes inden i batteriet ? Hvad der sker inden i helt simple batterier som f.eks AA’er der ikke kan genoplades, minder en hel del om dette forsøg vi nu skal lave. Mellem 2 stykker metal af forskellige typer, dannes en lille spændingsforskel, og det er den vi her forstærker ved at sætte flere af disse i serie. Tal med spejderne om, hvad de kender til strøm, batterier, serieforbindelse, osv…
Indledende spørgsmål
1. Hvordan skal gryderne forbindes for at opnå højest mulig spænding?
2. Hvordan skal dioden tilsluttes?
3. Kan du nøjes med færre gryder?
Aktivitetsbeskrivelse
- Gryderne renses, så de er blanke på indersiden, samt på kanten hvor ledning skal sættes fast. For at forsøget kan lykkes, skal der være god kontakt mellem vand og gryder, og mellem ledning og gryder.
- Lav en saltvandsopløsning. I koldt eller lunkent vand opløses så meget salt som muligt. (Hellere en helt mættet opløsning med salt på bunden, end for lidt salt.)
- Saltvandet fordeles i gryderne, så der som minimum er 3-4 cm vand i gryderne. Det skal være muligt at få en af-isoleret ledningsende til at være under vandet, samtidig med at den ikke rører bunden eller kanter af gryden.
- Ledningerne skal af-isoleres. Du afisolerer en ledning ved forsigtigt at klippe ca. 3-4 cm af den plastik, der er uden om ledningen. Pas på, at du ikke klipper ledningen over.
- Åbn ledningen så de små kobbertråde stritter og dermed giver den størst mulige overflade og dermed mest kontakt med saltvandet.
- Placer hver ledning så den ene ende sidder fast på kanten af en gryde (med tape eller en tøjklemme) og den anden ende under vandet i nabo-gryden, så kobberet ikke rører hverken bund eller kanter af gryden, men hænger frit i saltvandet.
- Forbind den røde diode til batteriet (kæden af gryder) med de to ledninger der har krokodillenæb. På diodens to ben påsættes krokodillenæbsledningerne:
- Den ene krokodillenæbsledning (den der er monteret på diodens minus/ korte ben) sættes på grydekanten af den yderste gryde, hvor der ikke er monteret en ledning i forvejen.
- Den anden krokodillenæbsledning (den
der er monteret på diodens plus/lange ben) sættes på kobberledningen, der “svæver” i den yderste gryde i den anden ende af serien. - Nu er kredsløbet færdigt, og dioden
burde lyse.
Hvis forsøget fejler:
- Dioden lyser kun meget svagt, så sluk
eventuelt lyset i lokalet, hvis du er
indenfor, da du så bedre kan se den lyse. - Hvis dioden ikke lyser, kan det være, fordi kobberledningerne i vandet rører gryderne, eller kobberledningerne på kanten ikke har ordentlig forbindelse. Måske er gryden ikke ren og ledningen har ikke god kontakt?
- Måske vender dioden forkert?
Hvorfor skete det, der skete?
Batteriet virker ved at udnytte, at de to metaller (Gryde=Aluminium og Ledning=Kobber) er forskellige steder i spændingsrækken. Elektroner vandrer fra den ene metalplade til den anden gennem saltvandet. Elektronerne bevæger sig videre gennem ledningerne og gennem dioden, som dermed lyser.
Diode / LED:
En diode er en lille pære, der kan lyse svagt, når den får strøm. For at en diode kan lyse, sættes diodens korte ben (- katode) til en strømkildes minuspol og diodens lange ben (+ anode) til en pluspol. En rød diode kræver ca. 1,8 volt for at lyse
og bruger ca. 20 milliAmpere.
STRØMSTYRKEN måles i ampere (A) og siger noget om, hvor mange elektroner der passerer pr. sekund.
SPÆNDINGEN måles i volt (V), og siger noget om den kraft, elektronerne trykkes gennem med
Afrunding
Overvej dette efter aktiviteten:
- Hvad gjorde, at dioden ikke lyste?
- Kan man opskalere det her og lave et
megabatteri, der kan tænde lys i hele huset.
Børn og unge bestemmer:
Prøv at lave et citronbatteri eller et
kartoffelbatteri. Prøv at lave det med kogte
kartofler. (At de er kogt nedsætter den indre modstand og leder dermed strømmen bedre). Opfordr spejderne til at lave et større batteri. Hvis et multimeter/voltmeter er tilgængeligt: Prøv at måle spændingen (Volt) over hver gryde og på den samlede serie.
Undlad at tilslutte dioden til andre strømkilder da den nemt overbelastes og derved går i stykker. Vær forsigtig, dioden knækker nemt hvis benene brækkes fra hinanden. Brug evt. en fladtang til at holde på benene helt inde ved dioden, og bøj kun enderne af benene.
