小年电工制作 50 种

一电源简单的电池

装置小电灯,做电动玩具或简单的电器,都要有电源。常用的电源有两种,一种由电池供给,一种由发电机供给。

任何电池的电流,都是把一个正极和一个负极同时浸在一种溶液(电解液)中,让它们发生化学反应产生的,所以是化学电源。比如,最原始的伏打电池,就是用铜做正极,用锌做负极,把它们浸在稀硫酸里做成的。

如果你有兴趣,不妨做做下面介绍的简单电池,会从中了解电池的构造和原理。这个简单电池的正极是木炭粉,可以先将木柴烧成炭,再碾成细粉, 越细越好。从废电池拆下一根完整的碳棒,把炭粉放在它周围,用吸水性好的纸包起来,使碳棒的铜露在外面,然后用棉线捆紧。找一块锌片包在炭粉包外面做电池的负极。锌片可以用废旧电池上剥下来的锌皮,要把锌皮洗干净或用砂纸擦去粘着的东西。

找一只高约 35 毫米左右的广口玻璃瓶,倒进一些热水,放进一些氯化铰和食盐,让它们充分溶解做成电解液。然后,把包好锌片的炭粉包浸入电解液里,简单的电池就做成了(图 1—1,见 2 页)。

这时,你把一只 1.1 伏的小电珠接在它的正负极上,小电珠便会亮起来。这是因为电池接上小电珠后,电池里的锌片和电解液发生化学反应,锌片慢慢被溶解,同时产生许多带正电的氢离子。这些氢离子穿过电解液,移到炭粉包四周,遇到吸附在炭粉包上的氧,它便与氧化合成水。这样,氢离子所带的正电就通过碳棒流出,并流过小电珠,再从锌片流回到电池,形成了一个完整通路,所以小电珠会亮。可是,不一会儿,小电珠的光亮慢慢地暗下来了,以至熄灭。这是什么原因呢?原来这是炭粉包上吸附的氧气用完了的缘故。如果拆去小电珠,取出炭粉包,把它放一会儿,炭粉包又会吸附上空气中的氧气,电池又能工作了。

这个简单的电池不能持久地产生电流,不很实用。但是,它说明了电池的工作原理。现在的锌锰电池就是在这个基础上发展起来的。它和简单电池的不同之处是,炭粉换成了二氧化锰和石墨粉,电解液里加进了淀粉成了电糊,锌片做成了锌筒,既是电池的负极,又是容器。当电路接通的时候,许多带正电的氢离子与二氧化锰剧烈地进行反应,产生电流。其中,碳棒不参加化学反应,只是当作导体使用;石墨粉也不参加化学反应,是一种能导电的填充料,把它和二氧化锰混合在一起,可以使二氧化锰均匀分散,增大二氧化锰与氢离子的接触面积(图 1—2)。