¿Por qué el voltaje de las baterías de vinagre en serie no es igual a la suma de los voltajes individuales?

Además de demostrar la generación de electricidad básica, ¡demostrará por qué no generamos electricidad comercial utilizando la acuñación y el vinagre de NZ!

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Figura 1. Cada batería tiene una resistencia interna que provoca una caída de voltaje a medida que aumenta la corriente.

El efecto de la resistencia interna es causar una caída del voltaje a medida que aumenta la corriente. Una simple demostración de esto será conectar como se muestra con el multímetro configurado a mA cuando está en la posición AM1 (asegúrese de tener los cables en los zócalos correctos) y configurado a DC V en la posición VM1.

• Desconecta el LED. Medir la tensión de circuito abierto. No es necesario medir la corriente de circuito abierto. Será cero.
• Vuelva a conectar el LED. Medir la corriente y la tensión. Con esta información, debería poder calcular la resistencia interna total de su batería. \ $ R = \ frac {V_ {OC} - V_ {CARGADO}} {I} \ $.

Es difícil decir por qué no obtienes cuatro veces 0,96 V cuando estás conectado en serie, pero una foto nos puede dar más información.

Mirando la foto, sospecho que puede haber alguna fuga en sus celdas individuales. Si los lados de las arandelas o monedas se mojan, habrá un cortocircuito parcial en la celda. Para probar esto, haga cuatro celdas separadas conectadas por cable en lugar de la pila.

Cuando cualquier batería está conectada a una carga, su voltaje de salida bajará un poco debido a la resistencia interna de la batería.

Si está construyendo una batería, hay cuatro cosas simples que puede hacer para reducir la resistencia interna de la batería:

1. Ampliar los electrodos.

   • La resistencia del electrolito será inversamente proporcional a la sección transversal del electrolito por la que viaja la corriente. En general, la mayor parte de la corriente viajará en línea recta directamente entre los electrodos.
   • La velocidad a la que pueden ocurrir las reacciones químicas es proporcional al área de los electrodos.
   • Esto es equivalente a cablear varias baterías en paralelo.

2. Reduce el espacio entre los electrodos. La resistencia del electrolito será proporcional a la distancia que la corriente tiene que recorrer a través de él.

   • El uso de cartón más delgado o el uso de toallas de papel debería reducir la resistencia.

3. Incrementa la concentración de iones en el electrolito. La conductividad será algo proporcional a la concentración de iones.

   • Por ejemplo, el vinagre contiene ácido acético. Usar otra marca de vinagre con un mayor porcentaje de ácido acético podría ayudar.
   • Si usa ácido cítrico en lugar de vinagre, puede comprar polvo de ácido cítrico puro en su supermercado local. Por lo general, se encuentra en la isla de cocción.

4. Use un electrolito que tenga mayor movilidad de iones. La resistencia del electrolito será inversamente proporcional a la movilidad de los iones.

   • El ácido cítrico (que se encuentra en el jugo de limón) y el bicarbonato de sodio (bicarbonato de sodio) son buenos electrolitos.

Además del fenómeno de resistencia interna que reduce el voltaje de la batería bajo carga, debe prestar mucha atención al comentario de @Jasen sobre cortocircuitos internos. Eche un vistazo a las baterías de grado industrial y notará que las celdas individuales nunca comparten electrolitos .

Le sugiero que intente colocar una película no humectable (como piezas de una bolsa de plástico o envoltura de dulce) entre cada moneda de una celda y la lavadora de la celda siguiente. Como aún necesita que estén conectados eléctricamente, coloque un pequeño cable a través de la capa de aislamiento. Eso debería mejorar la salida de la batería y acercar el voltaje total a la suma de los voltajes de las celdas individuales, al menos sin carga.