Имеется много конструкций медно-цинковых элементов. Все они носят имена своих конструкторов. Есть элементы типа Мейдингера, Калло, Локвуда, Томсона и др. Но все эти элементы схожи по внешнему оформлению и почти одинаковы по принципу своего действия.
Из этих конструкций наиболее прост в изготовлении элемент типа Калло. Вместе с этим медно-цинковый элемент типа Калло вполне может быть применен для питания ламп накала радиоприемника для питания электромотора и производства всевозможных опытов в лаборатории.
Для постройки такого элемента требуется сосуд. Желательно, чтобы он был значительно больше чайного стакана. Для этого сосуд можно отрезать от литровой бутылки. Как это делается, рассказано в „Практических советах\» этой книги. Можно применить для постройки нашего элемента и пол-литровую стеклянную банку из-под консервов или соуса. Затем потребуется кусок толстого медного одножильного изолированного провода — гуппера сантиметров 30 длиной, цинковая пластинка, медный купорос.
Из медной проволоки длиной 30 см надо свернуть спираль. Предварительно с проволоки счищается изоляция, но не вся—она оставляется на проводе длиной в 15 см. Из очищенного проводника и свертывается спираль с таким расчетом, чтобы она могла поместиться в наш сосуд. Оставшийся изолированный конец провода сгибается под прямым углом по отношению к спирали — это будет отвод от положительного полюса элемента. Можно его сделать также и из медной полосы шириной в 1 см.
Цинковая пластинка вырезается в виде круга или прямоугольная, но вместе с отводом и лапкой, то-есгь с узкой полоской в 1 см шириной и 6—8 см длиной — это будет отвод от отрицательного полюса элемента, и с другой полоской такой же ширины и в 5—6 см длины—лапкой для подвешивания. Можно для этого применить и цинковый цилиндр высотой 2—3 см. По диаметру сосуда выпиливают из фанеры или из тонкой дощечки крышки. Желательно деревянную крышку элемента пропарафинить или покрыть с обеих сторон шеллаком. Это предохранит дерево от быстрой порчи, и такая крышка дольше будет служить нам. С двух противоположных бортов крышки прорезаются небольшие отверстия для вывода электродов.
Из этих конструкций наиболее прост в изготовлении элемент типа Калло. Вместе с этим медно-цинковый элемент типа Калло вполне может быть применен для питания ламп накала радиоприемника для питания электромотора и производства всевозможных опытов в лаборатории.
Для постройки такого элемента требуется сосуд. Желательно, чтобы он был значительно больше чайного стакана. Для этого сосуд можно отрезать от литровой бутылки. Как это делается, рассказано в „Практических советах\» этой книги. Можно применить для постройки нашего элемента и пол-литровую стеклянную банку из-под консервов или соуса. Затем потребуется кусок толстого медного одножильного изолированного провода — гуппера сантиметров 30 длиной, цинковая пластинка, медный купорос.
Из медной проволоки длиной 30 см надо свернуть спираль. Предварительно с проволоки счищается изоляция, но не вся—она оставляется на проводе длиной в 15 см. Из очищенного проводника и свертывается спираль с таким расчетом, чтобы она могла поместиться в наш сосуд. Оставшийся изолированный конец провода сгибается под прямым углом по отношению к спирали — это будет отвод от положительного полюса элемента. Можно его сделать также и из медной полосы шириной в 1 см.
Цинковая пластинка вырезается в виде круга или прямоугольная, но вместе с отводом и лапкой, то-есгь с узкой полоской в 1 см шириной и 6—8 см длиной — это будет отвод от отрицательного полюса элемента, и с другой полоской такой же ширины и в 5—6 см длины—лапкой для подвешивания. Можно для этого применить и цинковый цилиндр высотой 2—3 см. По диаметру сосуда выпиливают из фанеры или из тонкой дощечки крышки. Желательно деревянную крышку элемента пропарафинить или покрыть с обеих сторон шеллаком. Это предохранит дерево от быстрой порчи, и такая крышка дольше будет служить нам. С двух противоположных бортов крышки прорезаются небольшие отверстия для вывода электродов.
Имеется много конструкций медно-цинковых элементов. Все они носят имена своих конструкторов. Есть элементы типа Мейдингера, Калло, Локвуда, Томсона и др. Но все эти элементы схожи по внешнему оформлению и почти одинаковы по принципу своего действия.
Из этих конструкций наиболее прост в изготовлении элемент типа Калло. Вместе с этим медно-цинковый элемент типа Калло вполне может быть применен для питания ламп накала радиоприемника для питания электромотора и производства всевозможных опытов в лаборатории.
Для постройки такого элемента требуется сосуд. Желательно, чтобы он был значительно больше чайного стакана. Для этого сосуд можно отрезать от литровой бутылки. Как это делается, рассказано в „Практических советах\» этой книги. Можно применить для постройки нашего элемента и пол-литровую стеклянную банку из-под консервов или соуса. Затем потребуется кусок толстого медного одножильного изолированного провода — гуппера сантиметров 30 длиной, цинковая пластинка, медный купорос.
Из медной проволоки длиной 30 см надо свернуть спираль. Предварительно с проволоки счищается изоляция, но не вся—она оставляется на проводе длиной в 15 см. Из очищенного проводника и свертывается спираль с таким расчетом, чтобы она могла поместиться в наш сосуд. Оставшийся изолированный конец провода сгибается под прямым углом по отношению к спирали — это будет отвод от положительного полюса элемента. Можно его сделать также и из медной полосы шириной в 1 см.
Цинковая пластинка вырезается в виде круга или прямоугольная, но вместе с отводом и лапкой, то-есгь с узкой полоской в 1 см шириной и 6—8 см длиной — это будет отвод от отрицательного полюса элемента, и с другой полоской такой же ширины и в 5—6 см длины—лапкой для подвешивания. Можно для этого применить и цинковый цилиндр высотой 2—3 см. По диаметру сосуда выпиливают из фанеры или из тонкой дощечки крышки. Желательно деревянную крышку элемента пропарафинить или покрыть с обеих сторон шеллаком. Это предохранит дерево от быстрой порчи, и такая крышка дольше будет служить нам. С двух противоположных бортов крышки прорезаются небольшие отверстия для вывода электродов.
Теперь остается собрать элемент и зарядить его. На дно стакана кладется медная спираль и засыпается медным купоросом, слоем в 1 см. Затем в сосуд наливается кипяченая остуженная вода приблизительно на две трети сосуда. Воду надо наливать очень осторожно, чтобы не тревожить кристаллы медного купороса.
Когда вода налита, в нее погружают цинковую пластинку так, чтобы она была покрыта слоем воды в 1 — 1,5 см. Лапки с отводом загибаются за борг стакана, и на него надевается крышка. См. рис. 21а.
Затем производится зарядка. Для этого элемент замыкают накоротко, то-есть соединяют проводником положительный полюс с отрицательными и оставляют в таком положении приблизительно на сутки. После этого элемент размыкают— и он готов к действию. Такой элемент будет давать напряжение около 1 вольта.
Что же происходит при коротком замыкании элемента?
Как уже было сказано в вводной части статьи, при коротком замыкании элемента потечет электрический ток, возникающий в результате химической реакции между электродами и электролитом. При этой реакции медный купорос будет разлагаться, выделяя серную кислоту. А так как серная кислота значительно легче воды, она будет подниматься кверху. Вступая в реакцию с цинком, серная кислота образует раствор цинкового купороса, который плотным слоем окутает цинковую пластинку. Этот раствор не будет опускаться и будет всегда держаться наверху в силу того, что он легче раствора медного купороса и воды. Все это создает необходимые условия для устойчивой работы элемента.
Преимущества такого элемента заключаются в том, что в нем исключается возможность коротких замыканий и он не выходит от этого из строя. Недостатком его является то, что элемент ни в коем случае не следует сотрясать, иначе в нем могут перемешаться растворы цинкового и медного купороса и элемент выйдет из строя. Некоторые неудобства составляет добавление в элемент медного купороса по мере его расходования. Уровень раствора медного купороса не должен подниматься выше половины электролита. Добавлять медный купорос в элемент надо очень осторожно, по кристаллику, чтобы не возмутить растворы и не перемешать их. И третьим недостатком элемента Калло является его малая электродвижущая сила и большое внутреннее сопротивление. Поэтому для надежной работы батареи в 4 вольта придется соединять последовательно 5 элементов Калло.
Элемент Мейдингера отличается от элемента Калло тем, что для постоянного обеспечения элемента медным купоросом употребляется стеклянная воронка или перевернутое горлышко от бутылки (см. рис. 21 б). Устройство элементов Калло и Мейдингера показано на рис. 21.
Из этих конструкций наиболее прост в изготовлении элемент типа Калло. Вместе с этим медно-цинковый элемент типа Калло вполне может быть применен для питания ламп накала радиоприемника для питания электромотора и производства всевозможных опытов в лаборатории.
Для постройки такого элемента требуется сосуд. Желательно, чтобы он был значительно больше чайного стакана. Для этого сосуд можно отрезать от литровой бутылки. Как это делается, рассказано в „Практических советах\» этой книги. Можно применить для постройки нашего элемента и пол-литровую стеклянную банку из-под консервов или соуса. Затем потребуется кусок толстого медного одножильного изолированного провода — гуппера сантиметров 30 длиной, цинковая пластинка, медный купорос.
Из медной проволоки длиной 30 см надо свернуть спираль. Предварительно с проволоки счищается изоляция, но не вся—она оставляется на проводе длиной в 15 см. Из очищенного проводника и свертывается спираль с таким расчетом, чтобы она могла поместиться в наш сосуд. Оставшийся изолированный конец провода сгибается под прямым углом по отношению к спирали — это будет отвод от положительного полюса элемента. Можно его сделать также и из медной полосы шириной в 1 см.
Цинковая пластинка вырезается в виде круга или прямоугольная, но вместе с отводом и лапкой, то-есгь с узкой полоской в 1 см шириной и 6—8 см длиной — это будет отвод от отрицательного полюса элемента, и с другой полоской такой же ширины и в 5—6 см длины—лапкой для подвешивания. Можно для этого применить и цинковый цилиндр высотой 2—3 см. По диаметру сосуда выпиливают из фанеры или из тонкой дощечки крышки. Желательно деревянную крышку элемента пропарафинить или покрыть с обеих сторон шеллаком. Это предохранит дерево от быстрой порчи, и такая крышка дольше будет служить нам. С двух противоположных бортов крышки прорезаются небольшие отверстия для вывода электродов.
Теперь остается собрать элемент и зарядить его. На дно стакана кладется медная спираль и засыпается медным купоросом, слоем в 1 см. Затем в сосуд наливается кипяченая остуженная вода приблизительно на две трети сосуда. Воду надо наливать очень осторожно, чтобы не тревожить кристаллы медного купороса.
Когда вода налита, в нее погружают цинковую пластинку так, чтобы она была покрыта слоем воды в 1 — 1,5 см. Лапки с отводом загибаются за борг стакана, и на него надевается крышка. См. рис. 21а.
Затем производится зарядка. Для этого элемент замыкают накоротко, то-есть соединяют проводником положительный полюс с отрицательными и оставляют в таком положении приблизительно на сутки. После этого элемент размыкают— и он готов к действию. Такой элемент будет давать напряжение около 1 вольта.
Что же происходит при коротком замыкании элемента?
Как уже было сказано в вводной части статьи, при коротком замыкании элемента потечет электрический ток, возникающий в результате химической реакции между электродами и электролитом. При этой реакции медный купорос будет разлагаться, выделяя серную кислоту. А так как серная кислота значительно легче воды, она будет подниматься кверху. Вступая в реакцию с цинком, серная кислота образует раствор цинкового купороса, который плотным слоем окутает цинковую пластинку. Этот раствор не будет опускаться и будет всегда держаться наверху в силу того, что он легче раствора медного купороса и воды. Все это создает необходимые условия для устойчивой работы элемента.
Преимущества такого элемента заключаются в том, что в нем исключается возможность коротких замыканий и он не выходит от этого из строя. Недостатком его является то, что элемент ни в коем случае не следует сотрясать, иначе в нем могут перемешаться растворы цинкового и медного купороса и элемент выйдет из строя. Некоторые неудобства составляет добавление в элемент медного купороса по мере его расходования. Уровень раствора медного купороса не должен подниматься выше половины электролита. Добавлять медный купорос в элемент надо очень осторожно, по кристаллику, чтобы не возмутить растворы и не перемешать их. И третьим недостатком элемента Калло является его малая электродвижущая сила и большое внутреннее сопротивление. Поэтому для надежной работы батареи в 4 вольта придется соединять последовательно 5 элементов Калло.
Элемент Мейдингера отличается от элемента Калло тем, что для постоянного обеспечения элемента медным купоросом употребляется стеклянная воронка или перевернутое горлышко от бутылки (см. рис. 21 б). Устройство элементов Калло и Мейдингера показано на рис. 21.
Рис. 21. Устройство гальванических элементов Калло и Мейдингера. а—элемент типа Калло, б—элемент типа Мейдингера.