این دستگاه‌های کوچک که عکس و فیلم می‌گیرند و آهنگ و... پخش می‌کنند، برای اینکه در گوش صاحبشان زمزمه کنند، به شارژ شدن و برق احتیاج دارند. حالا آمدیم و کسی شارژرش را جا گذاشت؛ آیا راهی برای راه‌انداختن دستگاه وجود دارد؟ اگر اهل ریسک هستید و از خراب‌شدن دستگاه‌تان نمی‌ترسید، این مقاله را بخوانید.
به زبان شیمیایی، باتری مجموعه‌ای از چند سلول است. نکند فکر می‌کنید سلول‌ها فقط مال موجودات زنده هستند؟ نه، ما به سازنده‌های باتری هم سلول می‌گوییم و در این سلول‌ها هم مثل سلول‌های زنده، مجموعه‌ای از فعالیت‌های شیمیایی رخ می‌دهد.
الان در دنیا هزاران نوع مختلف باتری وجود دارد اما همه این باتری‌ها از باتری «ولتا»- فیزیکدان ایتالیایی- پدید آمده‌اند و اصول کارشان تقریباً به‌هم شبیه است.
ولتا برای ساختن باتری، دایره‌هایی از فلز روی و نقره درست کرد و آنها را روی هم گذاشت. البته بین آنها کاغذهایی گذاشته بود که در آب‌نمک خیس شده بودند و به این ترتیب فقط از روی هم چیدن فلزات، انرژی الکتریکی به دست آورد.
این چه کلکی است؟
اگر باهوش باشید، الان از خودتان می‌پرسید: «آخر ولتا چطور به ذهنش رسید که چنین دستگاهی، جریان برق درست می‌کند؟»
این سؤال خیلی خوبی است و اگر به پرسیدن این‌جور سؤال‌ها ادامه بدهید، دانشمند می‌شوید.
اما جواب این است که قبل از ولتا، یک نفر دیگر دیده بود که اگر ۲ فلز غیریک‌جور را در پاهای یک قورباغه تشریح شده فرو کند و با آنها مدار ببندد، جریان از پاهای بیچاره رد می‌شود و ماهیچه‌هایش خودشان را جمع می‌کنند.
این بود که ولتا هم به فکر افتاد تحقیق کند و به‌جای پای قورباغه از محلول آب نمک استفاده کند که همان خاصیت را دارد. چه خاصیتی؟ توضیح می‌دهیم.
شیمی باتری
می‌دانید که جریان الکتریکی از جاری‌شدن الکترون‌ها در یک مدار بسته به وجود می‌آید و برای این کار یعنی هل‌دادن الـکتـرون‌ها، انـرژی الکتریکی لازم است. خب، حالا در باتری ما این مسئله چگونه است؟
وقتی ۲ فلز ناهمگون را با سیم به هم وصل می‌کنیم، آنها را وارد یک رقابت می‌کنیم. یکی از آنها در کشیدن الکترون به سمت خودش قوی‌تر است. فلز قوی‌تر الکترون‌ها را می‌خواهد تا به یون منفی تبدیل شود و فلز ضعیف را تبدیل به یون مثبت کند؛ پس انرژی الکتریکی از تفاوت ذاتی ۲ فلز تامین می‌شود.
مدار کجاست؟ نیمی از مدار که سیم است اما نیم دیگر در میوه قرار دارد.
سیم‌کشی عجیب
یون‌هایی که در آبمیوه حل شده‌اند، می‌توانند مثل سیم الکترون‌ها را جابه‌جا کنند. یک مقدار یون مس در مثلا لیمو وجود دارد اما مهم‌تر از آن اسید میوه است که می‌تواند با مس و فلز دیگر واکنش داده و از آن یون جدا کند.
اگر مدار نباشد، وقتی الکترون‌ها از روی جدا می‌شوند، جایی برای رفتن ندارند و فورا سر جایشان برمی‌گردند و جریانی دیده نمی‌شود؛ پس باید به نحوی الکترون‌ها را به مس رساند که خواهان آنهاست. با این کار، جریان جدا شدن و جاری‌شدن الکترون‌ها ادامه پیدا می‌کند.
چطور دستگاه پخش موسیقی‌مان را با میوه شارژ کنیم؟
۱. اگر می‌خواهید فقط یک باتری میوه‌ای بسازید (در واقع یک سلول میوه‌ای چون باتری از چندین سلول درست می‌شود) شیئی را که از فلز روی درست شده است، در میوه فرو کنید.
۲. شیء مسی را در نزدیکی روی فرو کنید اما دقت کنید با هم تماس پیدا نکنند. اگر از مرکبات استفاده می‌کنید، سعی کنید هر دو در یک پره فرو بروند.
۳. ولتاژ بین روی و مس را اندازه بگیرید.
۴. حالا آمپر بین َ۲ فلز را اندازه بگیرید.
۵. جفت فلزهای مختلف را امتحان کنید و ببینید چه اتفاقی می‌افتد؛ البته اگر جداً از جان دستگاه پخش موسیقی‌تان سیر شده‌اید.
۶. لااقل ۱۲ سلول میوه‌ای درست کنید. می‌توانید در هر میوه بیشتر از 2 میخ فرو کنید. سلول‌ها را به شکل زیر به‌هم وصل کنید.
۷. کابل را باز کنید و سیم‌هایی را که با اتصال به پریز، برق را به دستگاه می‌رسانند، پیدا کنید.
۸. حالا این سیم‌ها را به ۲ سر باتری‌تان وصل کنید و کابل را به دستگاه پخش موسیقی بزنید. اگر کار را درست انجام داده باشید، می‌بینید که میوه حاوی ۲ میخ مسی و روی، می‌تواند حدود یک ولت اختلاف پتانسیل درست کند که خیلی عالی است؛ اما فقط می‌تواند جریان الکتریکی کوچکی حدود یک‌دهم میلی‌آمپر ایجاد کند.
برای همین است که با اتصال باتری‌های به شکل سری، سلول‌های باتری و جریان ایجادی را زیاد می‌کنیم. اگر آزمایش را با فلزات مختلف تکرار کرده باشید، می‌بینید که جفت‌های مختلف، ولتاژ متفاوتی درست می‌کنند؛ مثلا اختلاف پتانسیل باتری فولاد و مس حدود نیم‌ولت است.
همشهری خانواده
21فروردین 87
