|
Лаборатория юного физика. 1962 г.
 Наиболее
распространенный гальванический элемент — это элемент Лекланше. Из
таких элементов, например, составлена
батарейка карманного фонаря. Элементы Лекланше применяются также в
технике связи. Проще всего сделать
самодельный гальванический элемент, восстановив вышедший из строя
элемент Лекланше. Для этого необходимо разобрать батарею на
отдельные элементы, а отдельные элементы вскрыть. Работа грязная,
поэтому делайте ее обязательно в фартуке или другой рабочей одежде,
а на рабочем месте подстелите старые газеты в несколько слоев.
Разбирать надо аккуратно, чтобы не сломать торчащий из
середины элемента уголь и не прорвать матерчатый мешочек. Черную
массу, которой залита батарея сверху, лучше не отковыривать, а
осторожно выплавить на спиртовке, свечке или
газовой горелке.
Элемент Лекланше (рис) состоит из угольного стержня, окруженного
мешочком с деполяризатором, цинкового цилиндра и раствора
электролита. Угольный стержень служит положительным электродом.
Деполяризатор состоит из перекиси марганца и графита. Перекись
марганца окисляет водород, который во время работы элемента
выделяется на положительном электроде. Графит добавляется для лучшей
проводимости. Электролитом служит насыщенный
раствор нашатыря (хлористого аммония). В элементы для карманных фонарей
он заливается не жидкий, а в смеси с крахмалом и мукой. Поэтому он
становится похож на студень и не выливается.
При работе элемента Лекланше угольный стержень не портится.
Деполяризатор может служить очень долго. А вот
цинк разъедается, и раствор истощается и засоряется посторонними
веществами. Поэтому для восстановления элемента необходимо сменить
раствор и восстановить цинковый электрод.
Выньте из элемента угольный стержень вместе с деполяризатором в
мешочке и оставьте их на ночь в воде, подкислённой несколькими
каплями соляной кислоты. На другой день еще раз хорошенько промойте
мешочек с деполяризатором подкисленной водой.
Если цинковый электрод сильно разъеден, придется его выбросить и
заменить новым. Новый электрод сверните из листового
цинка толщиной 0,5—2 мм. Чем толще цинк, тем
дольше он прослужит. Припаяйте к электроду отвод, который должен
выступать над поверхностью электролита. К нему припаяете
впоследствии контактный провод, если конец
провода будет погружен в электролит, в этом месте образуется свой
маленький гальванический элемент. Он будет мешать работе основного
элемента.
Если цинковый электрод проеден только в одном месте (это иногда
бывает в больших элементах), его можно еще использовать.
Промойте электрод в горячей воде со щеткой, чтобы удалить окислы, и
напаяйте цинковую заплату. Электролит
приготовьте, растворив нашатырь в теплой воде.
Растворять надо до насыщения, то есть до тех пор, пока
на дне сосуда не останутся нерастворившиеся кристаллы
нашатыря. ' Соберите элемент в стеклянном
сосуде. Мешочек с деполяризатором ни в коем случае не должен
касаться цинка. Поэтому обвяжите его в нескольких местах бечевкой с
изоляционными бусами, как показано на рисунке.
После того как зальете элемент электролитом, он начнет давать
ток только через несколько часов. Элемент
Лекланше можете сделать и сами, если есть все необходимые материалы.
Его устройство показано иа рисунке. Сосуд—стеклянная банка из-под
майонеза или полулитровая банка.
Положительный электрод — угольный стержень диаметром 15—20 мм и
длиной на 18-20 мм
больше высоты сосуда. Как сделать цинковый электрод, сказано выше.
Деполяризатор приготовьте из двух весовых частей перекиси
марганца и одной весовой части графита. И то
и другое должно быть в мелком порошке. Если графита у вас
нет, можете мелко истолочь уголь от старых элементов
или огарки углей от дугового фонаря, от кинопроектора
и т. п. Мешочек для деполяризатора сшейте из
бязи или холста. Он должен быть круглый, с дном диаметром 40 - 50
мм. Для баночки из-под майонеза уголь возьмите потоньше (до 10 мм),
а мешочек диаметром 25—30 мм. Вставьте
мешочек в согнутую из жести формочку; установите в середину угольный
стержень и туго набейте деполяризатором. Смесь насыпайте слоями.
Каждый слой плотно утрамбовывайте деревянной палочкой и слегка
смачивайте водой. Набив мешочек на 3/4 высоты, выньте его из формы и
стяните вокруг угля толстой суровой ниточкой.
Обвяжите мешочек по окружности в нескольких местах суровой
ниткой или тонкой бечевкой. Стяните туго, чтобы плотнее прижать
массу к угольному стержню, А на бечевку предварительно нанижите бусы
или кусочки стеклянных трубок. Это для того, чтобы мешочек не
касался цинка. На верхнем конце угольного
стержня ребром напильника сделайте желобок и туго обмотайте концом
медной проволоки. Как приготовить электролит, сказано выше.
Этот элемент работает 20—30 часов. Затем раствор надо сменить, а
цинковый электрод промыть в горячей воде щеткой, чтобы удалить с
него окислы. Элемент Лекланше дает напряжение около 1,5 в. Для
получения более высоких напряжений соединяют несколько элементов в
батарею. Так, в батарейке карманного фонаря три последовательно
соединенных элемента Лекланше дают напряжение 4,35 в.
Самодельную батарею из трех элементов Лекланше можно использовать
для переносного фонаря. Сделайте для батареи ящик. К верхней крышке
ящика приделайте ручку. Под ручкой установите маленький выключатель,
так называемый тумблер. На передней стенке
ящика укрепите жестяной рефлектор с патроном для лампочки от
карманного фонаря. Переносный фонарь
пригодится вам в пионерском лагере.
| |
