Fascynujące Przemiany Energii: Proste ogniwa galwaniczne (1)

Własnoręcznie wykonaj rozmaite odmiany ogniw i baterii galwanicznych! Oprócz fascynującej zabawy możesz się wiele nauczyć, i to niezależnie od stopnia technicznego zaawansowania. Artykuł jest przeznaczony także dla początkujących i zawiera wszystkie informacje i wskazówki, które nie zmieściły się w filmach.

Poniższy artykuł jest rozszerzeniem i uzupełnieniem trzech filmów na moim kanale YT: B101a, B101b, B101c. Jest to też część instrukcji do zestawu Fascynujące przemiany energii, zawartego w „pękatym kuferku” przygotowanym przez sklep Botland, który genialnie ułatwi przeprowadzenie mnóstwa fascynujących eksperymentów (fotografia 1). Opis „kuferka” jest tutaj.

Nie poprzestań na obejrzeniu i przeczytaniu artykułu! Wykonanie różnych zaskakujących odmian ogniw i baterii daje bardzo dużo satysfakcji! Także zaawansowanym elektronikom, a nie tylko początkującym! Wiem po sobie!

Zawartość „pękatego kuferka” genialnie ułatwi przeprowadzenie eksperymentów. Do takich eksperymentów potrzebne będą też: kawałek papierowego ręcznika kuchennego (ale nie papieru toaletowego, który się w wodzie rozpada) oraz jakieś owoce lub warzywa. Ja wykorzystałem jabłko i sok z kiszonych ogórków, ale można wypróbować inne, na przykład cytryny, pomarańcze, ziemniaki, itp. Naprawdę warto wykorzystać, pokazane w filmie, zakupione w aptece, tabletki węgla medycznego – pozwolą zbudować stos Volty o zaskakująco dobrych parametrach. Bardzo interesujące są próby budowania ogniw galwanicznych z najróżniejszych metalowych przedmiotów.

Gorąco zachęcam: jeśli tylko masz multimetr, czyli miernik uniwersalny, zbadaj też kwestie napięcia i prądu. A jeszcze lepiej wykorzystać dwa multimetry jako woltomierz i amperomierz, co pozwoli zmierzyć rezystancję, moc, a nawet energię.

A jeśli coś się nie uda? Uniknij błędów!

Ja z powodzeniem przeprowadziłem mnóstwo eksperymentów, co widać w filmie, ale czasem się one nie udają. Prawie zawsze jest to efekt błędu człowieka. Najczęściej jest problem z biegunowością. Akumulatory i baterie mają określoną biegunowość, najprościej „plus” i „minus”. Układy elektroniczne, na przykład zegarek czy brzęczyk oraz liczne elementy, jak dioda LED, nie będą działać przy błędnej biegunowości, czyli gdy zostaną podłączone odwrotnie. Co prawda w prezentowanych w filmie eksperymentach błędna biegunowość nie grozi uszkodzeniem, ale gdybyśmy wykorzystali prawdziwe baterie i akumulatory, to błędna biegunowość może spowodować przepływ dużego prądu i nieodwracalne uszkodzenie.

Najczęstsze błędy to właśnie nieprawidłowa, odwrotna biegunowość. Innym popularnym błędem jest brak styku, brak połączenia elektrycznego. Prąd płynie przez metalowe druty i inne elementy w zamkniętych obwodach – w pętlach, więc jeśli pętla będzie przerwana, to eksperyment się nie uda. Nie zawsze te przerwy (brak dobrego styku) są widoczne.

Jednak czasem zdarzają się najrozmaitsze inne usterki, których nie sposób przewidzieć. Bardzo rzadko, ale zdarzają się niesprawne „od urodzenia” fabryczne elementy. Znalezienie i wyjaśnienie niektórych usterek sprawia kłopot nawet doświadczonym elektronikom.

Ja przygotowując tę serię ćwiczeń, filmów i artykułów przeprowadziłem mnóstwo testów. Napotkałem niespodzianki, które i mnie zaskoczyły. Przykład na fotografii 2.

Otóż ogniwa zawierające jako elektrody miedź i cynk bez obciążenia dają napięcie ponad 700 mV (0,7 V). Na fotografii podkładki oraz „ogniwo śrubowe” z dłuższym wkrętem dają prawidłowe napięcie nawet ponad 800 mV. Jedno z krótszych „ogniw śrubowych” też daje prawidłowe napięcie 850,1 mV, natomiast na ostatnim ujęciu widać, że bardzo podobne ogniwo daje tylko 433,6 mV! Długość wkrętów nie ma tu żadnego znaczenia. Najprawdopodobniej w tym ostatnim wkręcie jest jakiś kłopot z niejednorodną lub zanieczyszczoną warstwą cynku, pokrywającego stalowy wkręt.

Nie zdziw się więc, jeśli i Ty napotkasz niespodzianki. Życie jest bogatsze niż podręcznikowa teoria, więc należy nastawić się na niespodzianki i kłopoty. Jeśli wystąpi problem, przede wszystkim trzeba sprawdzić biegunowość oraz upewnić się, że obwód jest zamknięty (nie ma przerw). To najczęściej pozwala znaleźć przyczynę problemu. A jeśli przyczyny nie znajdziesz, radzę nie zniechęcać się, przejść do innych eksperymentów, a do problemu ewentualnie wrócić za jakiś czas.

UWAGA! Absolutnie nie podejmuj żadnych prób z gniazdkiem sieciowym – tam napięcie jest wielokrotnie większe (230 V) i jest śmiertelnie groźne!
Nie wykorzystuj też popularnych baterii ani zasilacza, bo możesz zepsuć niektóre elementy, np. delikatny zegarek czy diody LED.

Moc czyli tempo przemian energii

To jest cykl o fascynujących przemianach energii, więc bardzo nas interesuje tempo przemian i przekazywania energii, czyli moc. W tym przypadku energię przekazujemy z wykorzystaniem przewodów, więc moc możemy obliczyć bardzo łatwo, mierząc, a potem mnożąc wartości napięcia i prądu. Energia może też być przekazywana w sposób bezprzewodowy, ale wtedy jest zdecydowanie trudniej. A w „przypadkach przewodowych” korzystamy ze wzoru na tempo przekazywania energii, czyli moc: P = U × I. Napięcie mierzymy w woltach [V], prąd w amperach [A], a tempo przekazywania energii czyli moc – w watach [W]. Szerzej omawiam to w nowej serii, która zaczęła się od artykułu Niewzruszony fundament elektroniki przewodowej.

(…)

——– ciach! ——–

To jest tylko fragment artykułu, którego pełna wersja ukazała się w marcowym numerze czasopisma Zrozumieć Elektronikę (ZE 3/2026). Czasopismo aktualnie nie ma wersji drukowanej na papierze. Wydawane jest w postaci elektronicznej (plików PDF). Pełną wersję czasopisma znajdziesz na moim profilu Patronite, gdzie dostępna jest dla Patronów, którzy wspierają mnie kwotą co najmniej 15 zł miesięcznie. Natomiast niepełna, okrojona wersja, pozwalająca zapoznać się z zawartością numeru ZE 3/2026 znajduje się tutaj.

Piotr Górecki

Uwaga! Wskazówki, jak nabyć pełne wersje dowolnych numerów ZE znajdują się na stronie:
https://piotr-gorecki.pl/n11.