Nguyên lý và cách chế tạo pin chanh

Chỉ với nguyên lý đơn giản là bạn có thể tạo ra được dòng điện từ quả chanh.

Những nguồn cấp điện

Điện có thể được nhà nước bán cho các hộ gia đình là dòng điện xoay chiều. Chúng ta còn sử dụng điện dưới dạng nguồn điện một chiều như là ắc-quy và pin. Ắc-quy được sử dụng làm bộ phát điện cho ô tô, xe gắn máy, còn pin là thiết bị nhỏ gọn rất gần gũi với chúng ta có trong đồng hồ, điều khiển TV, v.v...

Nhưng tại sao cứ nhắc đến pin là chúng ta nghĩ đến việc đi mua từ cửa hàng? Liệu chúng ta có thể tự tạo ra nguồn điện một chiều nhỏ để phục vụ cho một số hoạt động hằng ngày không nhỉ? Ví dụ như đèn ngủ… Chúng ta có thể tạo ra nguồn điện tương tự các viên pin một cách đơn giản và an toàn đấy.

Thành phần cơ bản của một viên pin

Để tìm hiểu về hiện tượng sinh ra suất điện động (tức là hiệu điện thế) và dòng điện sinh ra từ một quả chanh, chúng ta cần một số nguyên vật liệu đơn giản như hình.

Vật liệu dùng để làm pin chanh.

Đầu tiên hãy cắm 2 đoạn dây/mảnh kim loại vào quả chanh và nhớ là đừng để chúng chạm vào nhau. Để kiểm chứng có xuất hiện hiệu điện thế giữa hai kim loại này hay không, các em hãy nối hai dây kim loại này với một đồng hồ đo điện đa năng.

Đầu tiên hãy cắm 2 đoạn dây/mảnh kim loại vào quả chanh.

Điều gì sẽ xảy ra nếu hai sợi dây kim loại sử dụng là giống nhau (2 đoạn dây đồng hoặc hai đoạn kẽm, 2 chiếc ốc vít)? Sẽ không có hiệu điện thế xuất hiện đúng không. Giờ hãy thử bằng một dây đồng và một ốc vít hay một dây đồng với một kẹp giấy xem sao. Có phải là đồng hồ chỉ khoảng 0.8 - 0.9V không? Vậy là đã có một hiệu điện thế xuất hiện giữa hai kim loại này.

Liệu vắt nước chanh vào một cốc và đặt vào đó hai đoạn dây kim loại khác nhau, điều gì xảy ra?

Bây giờ, hãy vắt nước chanh vào 1 chiếc cốc, sau đó nhúng vào cốc 2 sợi dây kim loại (để chúng chạm vào nước cốt chanh và hai kim loại chạm vào nhau). Kết nối hai kim loại này với đồng hồ đo điện một lần nữa. Các em có thể nhận ra rằng nếu hai kim loại là khác nhau thì tiếp tục tạo ra suất điện động giữa hai kim loại này.

Giải thích

Do trong quả chanh chứa axit citric (một axit hữu cơ), được coi là một dung dịch chất điện ly. Hơn nữa, khi cắm kim loại vào quả chanh, một trong hai kim loại hoặc cả hai đã xảy ra phản ứng hóa học giữa axit và kim loại. Điều này có thể làm cho các dây kim loại tích điện (thừa electron), dẫn đến một dây âm hơn dây còn lại. Khi nối hai cực bằng dây dẫn, dòng điện được hình thành bởi sự di chuyển của điện tích âm từ cực âm sang cực dương

Khi hai thanh kim loại khác nhau (ví dụ đồng và sắt) nhúng vào một dung dịch điện ly (chứa các ion), đồng thời có phản ứng xảy ra ở thanh sắt, hiệu điện thế có thể xuất hiện.

Như vậy chúng ta có thể kết luận, rằng để có một pin (pin điện hóa) cần 2 thành phần là một dung dịch chất điện ly và hai kim loại khác bản chất. Dựa vào điều này, chúng ta suy ra rằng có thể thay thế dung dịch axit bằng dung dịch muối ăn, mặc dù hiệu điện thế sinh ra có thể nhỏ hơn.

Có thể sử dụng nguồn điện tạo ra từ những quả chanh này?

Câu trả lời là có. Bằng cách nối tiếp các pin (cực âm của pin này nối với cực dương của pin kia) hoặc song song (các cực âm nối với nhau, các cực dương nối với nhau) chúng ta có thể tạo ra nguồn điện đủ mạnh để làm sáng một bóng đèn LED nhỏ.