Інформація для вчителів
Опис
Експериментальна установка
Різниця в стандартних електричних потенціалах різних металів може бути використана для генерації електричної напруги. Крім усього іншого, це робить можливим мобільне живлення найрізноманітніших електричних пристроїв, що суттєво формує наш сьогоднішній рівень життя. В основі функціонування акумуляторів лежить єдиний принцип - різниця стандартних електричних потенціалів речовин і елементів. Таким чином, напруга, яку може виробляти батарея, визначається стандартними потенціалами матеріалів, що використовуються в ній.
У цьому експерименті електрична напруга має генеруватися за допомогою так званої "картопляної батарейки".
Додаткова інформація для вчителів (1/2)
Попередні знання
Учні вже повинні знати будову і принцип роботи гальванічного елемента. Вони також мають знати одиниці вимірювання напруги та методи вимірювання.
Принцип
У картоплину вставляють два різні металеві електроди, у даному випадку з цинку та міді. За оптимальних умов можливо виміряти напругу 1,11 В . Це є результатом різниці окисно-відновних потенціалів міді і цинку . Через непостійність умов значення виміряної напруги може незначно відхилятися в бік зниження.
Додаткова інформація для вчителів (2/2)
Мета навчання
Учні мають вивчити будову гальванічного елемента та отримати знання про електрохімію. Ви також повинні знати, що виміряна напруга є результатом різниці стандартних потенціалів різних металів. Цю напругу можна розрахувати за допомогою електрохімічного ряду напруг для різних металів.
Завдання
Гальванічний елемент необхідно сконструювати з картоплини та одного цинкового та одного мідного електродів. Напруга, що генерується цим елементом, повинна бути виміряна за допомогою цифрового мультиметра.
Інструкції з техніки безпеки
- Під час проведення експерименту одягніть захисні окуляри!
- До цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів на уроках з природничих наук.
Інформація для учнів
Мотивація
Експериментальна установка
Сучасний світ неможливо було б уявити без акумуляторів, як і без Вашого смартфона. Ви коли-небудь замислювалися, як виготовляється акумулятор? Щоб побудувати акумулятор (гальванічний елемент) і, отже, електрику, потрібні дві різні речовини, які з’єднані одна з одною провідником. В основі функціонування аккумуляторних батарей лежить єдиний принцип - різниця стандартних електричних потенціалів речовин і елементів. Таким чином, напруга, яку може генерувати батарея, визначається стандартними потенціалами матеріалів, що в ній використовуються.
У цьому експерименті електрична напруга має генеруватися за допомогою так званої "картопляної батарейки".
Завдання
Побудуйте гальванічний елемент із картоплини та одного цинкового й одного мідного електродів. Виміряйте напругу, яку він генерує, за допомогою цифрового мультиметра.
Матеріал
| Позиція | Матеріал | Пункт №. | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Скляний стрижень, l=200 мм, d=4 мм | 40485-02 | 1 |
| 2 | Цифровий мультиметр, 3 1/2 розрядний дисплей з NiCr-Ni термопарою | 07122-00 | 1 |
| 3 | З'єднувальний провідник, 2 мм-штепсель, 500 мм, червоний | 07356-01 | 1 |
| 4 | З'єднувальний провідник, 2 мм-штепсель, 500 мм, синій | 07356-04 | 1 |
| 5 | Перехідний штекер, гніздо 4 мм/ 2 мм, 2 шт. | 11620-27 | 1 |
| 6 | Затискач типу "Крокодил", з ізоляцією, 2 мм, 2 шт. | 07275-00 | 1 |
| 7 | Набір електродів (Al, Fe, Pb, Zn, Cu) | 07856-00 | 2 |
| 8 | Наждачний папір, середньозернистий | 01605-00 | 1 |
Підготовка
Виріжте з мідних і цинкових листів електроди розміром 15 мм x 40 мм.
Якщо мідь окислилася під час зберігання, очистіть її за допомогою наждачного паперу.
Вставте електроди приблизно на однакову глибину в картоплину, на відстані кількох сантиметрів один від одного.
Під’єднайте електроди за допомогою затискачів типу "крокодил" до з'єднувальних провідників, а потім, до цифрового мультиметра за допомогою перехідних штекерів. Підключіть синій провідник = "цинк" до знаку "заземлення", а червоний провідник = "мідь" до "V" (напруга) мультиметра.
Експериментальна установка
Виконання роботи
Перш ніж увімкнути мультиметр, переконайтеся в правильності підключення (синій провідник = "цинк" до знака "заземлення" і червоний провідник = "мідь" до "V"(напруга) на мультиметрі). Якщо Ви не впевнені, запитайте вчителя.
Тепер встановіть мультиметр на вимірювання напруги, а діапазон вимірювання - на 2 В.
Потім увімкніть мультиметр і запишіть відображувану напругу.
Вимірювання напруги
Протокол
Завдання 1
Питання
Завдання 2
Питання
Завдання 3
Питання