I progetti di polarità che coinvolgono le patate consentono agli studenti di sperimentare l'elettrolisi o la trasmissione di una carica elettrica attraverso la conduzione di liquidi per causare cambiamenti chimici. Questi liquidi conduttori sono noti come elettroliti. Gli studenti possono anche condurre semplici test sulla polarità, o su come gli elettroni fluiscono da un polo negativo a positivo, usando fili di rame, batterie e patate. Possono progredire nella creazione di batterie di patate che alimentano i dispositivi elettrici.
Il più semplice: test di polarità
Raccogli due fili di rame isolati in plastica lunghi 6 pollici, una batteria D-cell, una patata , nastro adesivo, un coltello e un paio di forbici. Utilizzare le forbici per rimuovere circa 1 1/2 pollici di isolamento dalle estremità del filo. Posizionare la batteria su un lato. Nastro un filo per il lato positivo della batteria e il secondo filo per il lato negativo della batteria, che è piatta. Taglia la patata a metà. Inserire le estremità spelate dei fili di rame nella carne della patata ad una profondità di almeno tre pollici. Osserva come gli elettroni che fluiscono dal lato negativo della batteria e attraverso il filo nella patata gira il verde della patata. Guarda le bolle che si formano nella patata vicino all'estremità del filo collegata al lato positivo della batteria. Considera come la patata agisce come un elettrolito, che conduce una corrente elettrica tra le polarità positive e negative.
Facile: Misura la tensione
Raccogli una patata, un voltmetro, una carta vetrata, un grosso chiodo zincato e un pezzo di filo di rame da due pollici, 12 o 14 gauge. Raschiare il filo e inchiodare con la carta vetrata finché non brilla. Inserire l'unghia e legare circa un pollice nella patata, posizionandoli a pochi centimetri l'uno dall'altro. Impostare il voltmetro sulla tensione CC più bassa. Inserire il cavo rosso nella fessura della tensione positiva e il cavo nero nella fessura negativa. Con il voltmetro acceso, utilizzare il cavo rosso per toccare il filo di rame e il cavo nero per toccare l'unghia. Registra la quantità di voltaggio che la patata ha prodotto dalla lettura del voltmetro.
Moderata: crea una batteria
Raccogli due pezzi di filo di rame pesante, due chiodi zincati, due patate, tre morsetti a coccodrillo collegati a vicenda con filo e un orologio a LED a bassa tensione. Togliere la batteria dall'orologio, annotando le posizioni delle estremità positive e negative della batteria nel vano. Etichettare le patate come "A" e "B." Inserire un chiodo e un filo di rame in ogni patata, posizionandoli il più lontano possibile. Collegare il filo di rame nella patata A al terminale positivo nello scomparto della batteria dell'orologio con una pinza a coccodrillo. Collegare l'unghia nella patata B al terminale negativo del compartimento con una pinza a coccodrillo. Collegare il chiodo nella patata A al filo nella patata B con la terza clip a coccodrillo. Osservare l'orologio accendere e impostare l'ora. Considera come l'energia chimica della patata viene trasformata in energia elettrica quando gli ioni di zinco dall'unghia reagiscono con gli ioni di rame del filo, causando un flusso di elettroni attraverso il filo di rame e nell'orologio.
Sfida: Calcola Tensione per alimentare diversi oggetti
Utilizzare un multimetro che misuri la tensione, la corrente e la resistenza del circuito prodotto dalla batteria di patate nell'esperimento precedente per stimare quante patate sarebbero necessarie per alimentare diversi oggetti. Se una patata produce 0,8 volt, quante patate avrete bisogno di aggiungere alla serie per accendere una lampadina da 1,5 volt? Quante patate sono necessarie per accendere un orologio digitale da 5 volt? Sperimenta con la differenza tra corrente e tensione e le dimensioni e il numero di patate utilizzate per fabbricare la batteria. Si noti come la dimensione della corrente dipende dalle dimensioni della singola patata mentre la quantità di voltaggio si riferisce al numero di patate utilizzate per creare la serie.
