كيف تصنع البطارية

البطارية

البطارية هي جهاز يحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية عن طريق تفاعلات أكسدة واختزال تحدث بين مادتين مختلفتين تسمى الأقطاب، والتي تكون موصولة بمادة موصلة تسمى الإلكتروليت

يمكن صنع البطارية في المنزل باستخدام مواد بسيطة مثل المشروبات الغازية، أو الماء المالح، أو الليمون، وأشرطة معدنية من النحاس والألمنيوم أو الزنك

المبدأ العام لصنع البطارية هو وضع شريطين معدنيين في كوب يحتوي على المادة الموصلة، والتأكد من عدم تلامسهما، ثم توصيلهما بأسلاك ومشابك إلى جهاز قياس فرق الجهد أو إلى جهاز يحتاج إلى طاقة كهربائية

في هذه الحالة، سيحدث تفاعل كيميائي بين المادة الموصلة والشريط المعدني الذي يكون أكثر قابلية للأكسدة (القطب السالب)، مما يؤدي إلى تحرير إلكترونات من هذا الشريط وانتقالها عبر الأسلاك إلى الشريط المعدني الآخر (القطب الموجب)، وهذا يولد تيارا كهربائيا يمكن قياسه أو استخدامه

القوة الدافعة الكهربائية للبطارية تعتمد على نوع المادة الموصلة والأشرطة المعدنية المستخدمة، وعلى درجة حموضة أو قلوية المادة الموصلة، وعلى درجة حرارتها

إذاً، يمكن صنع بطارية بسيطة في المنزل باتباع خطوات سهلة وباستخدام مواد متوفرة، ولكن يجب أخذ الحذر عند التعامل مع المواد الكيميائية أو الأجهزة الكهربائية، وعدم استخدام هذه البطارية لأغراض خطيرة أو غير قانونية.

طرق صنع البطاريات

• بطارية تعمل بالصودا: هذه البطارية تستخدم عبوة مشروب غازي فارغة كقطب سالب، وشريط نحاسي كقطب موجب، ومشروب غازي كإلكتروليت. يتم وضع القطبين في كوب بلاستيكي أو ورقي ملئ بالمشروب الغازي، مع مراعاة عدم تلامسهما، ثم توصيلهما بأسلاك ومشابك إلى جهاز قياس فرق الجهد أو إلى جهاز يحتاج إلى طاقة كهربائية. في هذه الحالة، سيحدث تفاعل كيميائي بين المشروب الغازي والألومنيوم في عبوة المشروب، مما يؤدي إلى تحرير إلكترونات من الألومنيوم وانتقالها عبر الأسلاك إلى النحاس، وهذا يولد تيارا كهربائيا يمكن قياسه أو استخدامه

• بطارية تعمل بالماء المالح: هذه البطارية تستخدم شريطين معدنيين مختلفين في النوع كقطبين، مثل الزنك والنحاس أو الألومنيوم، وماء مضاف إليه ملح أو خل أو مبيض كإلكتروليت. يتم وضع القطبين في كوب غير معدني ملئ بالماء المالح، مع التأكد من عدم تلامسهما، ثم توصيلهما بأسلاك ومشابك إلى جهاز قياس فرق الجهد أو إلى جهاز يحتاج إلى طاقة كهربائية. في هذه الحالة، سيحدث تفاعل كيميائي بين الماء المالح والشريط المعدني الذي يكون أكثر قابلية للأكسدة (القطب السالب)، مثل الزنك أو الألومنيوم، مما يؤدي إلى تحرير إلكترونات من هذا الشريط وانتقالها عبر الأسلاك إلى الشريط المعدني الآخر (القطب الموجب)، مثل النحاس، وهذا يولد تيارا كهربائيا يمكن قياسه أو استخدامه

• بطارية تعمل باليد: هذه البطارية تستخدم قوة اليد كمصدر للطاقة الكهربائية، وتتكون من لوحين معدنيين، مثل النحاس والألمنيوم، مثبتين على قطعة خشبية، وملف من الأسلاك المعدنية المغناطيسية، ومفتاح كهربائي. يتم توصيل اللوحين المعدنيين بالملف بأسلاك، وتوصيل الملف بالمفتاح بأسلاك أخرى، وتوصيل المفتاح بجهاز يحتاج إلى طاقة كهربائية. في هذه الحالة، يتم توليد الطاقة الكهربائية عن طريق حركة الملف داخل مجال مغناطيسي يتولد عند لمس اللوحين المعدنيين باليدين. عندما يلمس الشخص اللوحين باليدين، يتكون دائرة كهربائية تسمح بانتقال التيار من اللوح الموجب إلى اللوح السالب عبر جسم الشخص. هذا التيار يولد مجالا مغناطيسيا حول الملف، وعند حركة الملف داخل هذا المجال، يتولد تيار كهربائي في الملف نفسه. هذا التيار يمكن توجيهه إلى جهاز يحتاج إلى طاقة كهربائية عبر المفتاح

بطارية تعمل بالصودا

بطارية تعمل بالصودا هي نوع من البطاريات التي يمكن صنعها في المنزل باستخدام مواد بسيطة ورخيصة، وتستخدم الطاقة الكيميائية المخزنة في المشروبات الغازية لتوليد الطاقة الكهربائية. هذه البطارية تعتبر مثالا على بطارية فولتائية، أو بطارية ذات خلية واحدة، حيث تحتوي على قطبين مختلفين في النوع والشحنة، وإلكتروليت يسمح بانتقال الشحنات بينهما.

لصنع بطارية تعمل بالصودا، ستحتاج إلى المواد التالية:

• عبوة مشروب غازي فارغة من الألومنيوم
• شريط نحاسي
• مشروب غازي
• كوب بلاستيكي أو ورقي
• أسلاك معدنية
• مشابك كهربائية
• جهاز قياس فرق الجهد (فولتميتر) أو جهاز يحتاج إلى طاقة كهربائية (مثل ساعة رقمية أو لمبة صغيرة)

الخطوات التي يجب اتباعها لصنع البطارية هي:

• قم بقص عبوة المشروب الغازي إلى قسمين، وأخذ الجزء السفلي منها، وإزالة أي طلاء أو مادة عازلة من سطحها الداخلي.
• قم بثني شريط النحاس على شكل حرف U، وإدخاله في كوب المشروب الغازي، مع مراعاة أن يكون جزء منه خارج الكوب.
• قم بسكب المشروب الغازي في الكوب حتى يغطي شريط النحاس وجزء من عبوة المشروب.
• قم بتثبيت سلك معدني على شريط النحاس باستخدام مشبك كهربائي، وسلك آخر على عبوة المشروب باستخدام مشبك آخر.
• قم بتوصيل نهاية السلك المثبت على شريط النحاس بقطب فولتميتر أو جهاز يحتاج إلى طاقة كهربائية، ونهاية السلك المثبت على عبوة المشروب بالقطب الآخر.
• قم بفحص قراءة فولتميتر أو تشغيل جهاز يحتاج إلى طاقة كهربائية.

في هذه الحالة، ستعمل عبوة المشروب كقطب سالب (أنود)، وشريط النحاس كقطب موجب (كاثود)، والمشروب الغازي كإلكتروليت. عند تشغيل الدائرة، سيحدث تفاعل كيميائي بين المشروب الغازي والألومنيوم في عبوة المشروب، مما يؤدي إلى تحرير إلكترونات من الألومنيوم وانتقالها عبر الأسلاك إلى النحاس، وهذا يولد تيارا كهربائيا يمكن قياسه أو استخدامه.

القوة الدافعة الكهربائية لهذه البطارية تعتمد على نوع المشروب الغازي والأشرطة المعدنية المستخدمة، وعلى كمية المشروب الغازي والأشرطة المعدنية، وعلى درجة حرارة المشروب الغازي. بشكل عام، كلما زادت نسبة الحمض أو السكر في المشروب الغازي، أو زادت مساحة الأشرطة المعدنية، أو ارتفعت درجة حرارة المشروب الغازي، زادت قوة البطارية.

بطارية تعمل بالماء المالح

بطارية تعمل بالماء المالح هي نوع من البطاريات التي يمكن صنعها في المنزل باستخدام مواد بسيطة ورخيصة، وتستخدم الطاقة الكيميائية المخزنة في محلول ملحي لتوليد الطاقة الكهربائية. هذه البطارية تعتبر مثالا على بطارية فولتائية، أو بطارية ذات خلية واحدة، حيث تحتوي على قطبين مختلفين في النوع والشحنة، وإلكتروليت يسمح بانتقال الشحنات بينهما.

لصنع بطارية تعمل بالماء المالح، ستحتاج إلى المواد التالية:

• كوب غير معدني بلاستيكي أو ورقي بحجم 180-240 مل.
• شريطان معدنيان مختلفان في النوع بعرض ثلاثة أرباع الإنش، يمكن استخدام أشرطة من الزنك، أو النحاس، أو الألومنيوم.
• ملعقة كبيرة 14.79 مل من الملح، ويمكن استبدال ملعقة الملح بملعقة صغيرة 4.93 مل من الملح، وملعقة صغيرة من الخل، وبضع قطرات من المبيّض في الماء مع الالتزام بالحذر عند استخدام المبيض؛ إذ إنّه من المواد الكيميائية الخطيرة.
• مقص.
• مقياس فرق الجهد (فولتميتر) أو جهاز يحتاج إلى طاقة كهربائية (مثل ساعة رقمية أو لمبة صغيرة).
• سلكا توصيل مزودان بمشابك توصيل في نهاية كل منهما.

الخطوات التي يجب اتباعها لصنع البطارية هي:

• قم بملء ثلاثة أرباع الكوب بالماء.
• قم بإضافة ملعقة الملح الكبيرة، أو خليط الملح، والخل والمُبيّض إلى الماء مع التحريك.
• قم بوضع الشّريطين المعدنيين في الكوب والتأكّد أنّ الأشرطة تلامس المحلول المالح وتتدلى من حافة الكوب.
• قم بتثبيت سلك توصيل بشريط معدني باستخدام مشبك التّوصيل، وتكرار ذلك في الشّريط الآخر مع الحرص على عدم لمس مشبك التّوصيل للمحلول المالح.
• قم بتوصيل طرفيّ سلكيّ التّوصيل بجهاز قياس فرق الجهد حسب الإرشادات؛ وذلك لقياس فرق جهد البطارية والذي يكون حوالي 0.5 فولت. أو قم بتوصيل طرفيّ سلك التّوصيل بجهاز يحتاج إلى طاقة كهربائية.

في هذه الحالة، سيعمل الشّريط المعدني الذي يكون أكثر قابلية للأكسدة كقطب سالب (أنود)، والشريط المعدني الآخر كقطب موجب (كاثود)، والمحلول المالح كإلكتروليت. عند تشغيل الدائرة، سيحدث تفاعل كيميائي بين المحلول المالح والشريط المعدني السالب، مما يؤدي إلى تحرير إلكترونات من هذا الشريط وانتقالها عبر الأسلاك إلى الشريط المعدني الموجب، وهذا يولد تيارا كهربائيا يمكن قياسه أو استخدامه.

القوة الدافعة الكهربائية لهذه البطارية تعتمد على نوع الشرائط المعدنية المستخدمة، وعلى تركيز المحلول المالح، وعلى درجة حرارته. بشكل عام، كلما زادت فروق الجهد بين الشرائط المعدنية، أو زاد تركيز المحلول المالح، أو ارتفعت درجة حرارة المحلول المالح، زادت قوة البطارية.

بطارية تعمل بالماء مكونة من 14 خلية

بطارية تعمل بالماء مكونة من 14 خلية هي نوع من البطاريات التي يمكن صنعها في المنزل باستخدام مواد بسيطة ورخيصة، وتستخدم الطاقة الكيميائية المخزنة في الماء لتوليد الطاقة الكهربائية. هذه البطارية تعتبر مثالا على بطارية فولتائية، أو بطارية ذات خلايا متعددة، حيث تحتوي على 14 خلية متصلة بسلسلة لزيادة الجهد الكهربائي. كل خلية تتكون من سلك نحاسي وبرغي معدني وماء.

لصنع بطارية تعمل بالماء مكونة من 14 خلية، ستحتاج إلى المواد التالية:

• بعض الأسلاك النحاسية
• قالب صنع مكعبات الثلج
• ماء
• 14 برغي معدني
• جهاز قياس فرق الجهد (فولتميتر) أو جهاز يحتاج إلى طاقة كهربائية (مثل ساعة رقمية أو لمبة صغيرة)
• سلكان توصيل مزودان بمشابك توصيل في نهاية كل منهما

الخطوات التي يجب اتباعها لصنع البطارية هي:

• قم بقص الأسلاك النحاسية إلى أجزاء صغيرة بطول حوالي 5 سم لكل جزء.
• قم بشكل كل جزء من الأسلاك النحاسية على هيئة خطاف صغير في أحد طرفيه.
• قم بإزالة أي طلاء أو مادة عازلة من طرف البراغي المعدنية.
• قم بإحضار قالب صنع مكعبات الثلج واملأ كل خلية فيه بالماء.
• قم بإدخال خطاف السلك النحاسي في كل خلية من خلايا قالب صنع مكعبات الثلج، وتأكد من أن طرف السلك يغوص في الماء.
• قم بإدخال برغي معدني في كل خلية من خلايا قالب صنع مكعبات الثلج، وتأكد من أن طرف البرغي يغوص في الماء، وأنه لا يلامس سلك النحاس.
• قم بتوصيل كل سلك نحاسي في خلية مع برغي معدني في خلية مجاورة باستخدام أسلاك توصيل صغيرة، وذلك لتشكيل دائرة كهربائية متسلسلة. احرص على عدم تشابك أو تقاطع الأسلاك.
• قم بتوصيل سلك توصيل بسلك نحاسي في أول خلية باستخدام مشبك توصيل، وسلك توصيل آخر ببرغي معدني في آخر خلية باستخدام مشبك آخر.
• قم بتوصيل نهاية السلك المثبت على سلك النحاس بقطب فولتميتر أو جهاز يحتاج إلى طاقة كهربائية، ونهاية السلك المثبت على البرغي بالقطب الآخر.
• قم بفحص قراءة فولتميتر أو تشغيل جهاز يحتاج إلى طاقة كهربائية.

في هذه الحالة، سيعمل سلك النحاس كقطب موجب (كاثود)، والبرغي المعدني كقطب سالب (أنود)، والماء كإلكتروليت. عند تشغيل الدائرة، سيحدث تفاعل كيميائي بين الماء والبرغي المعدني، مما يؤدي إلى تحرير إلكترونات من البرغي وانتقالها عبر الأسلاك إلى سلك النحاس، وهذا يولد تيارا كهربائيا يمكن قياسه أو استخدامه.

القوة الدافعة الكهربائية لهذه البطارية تعتمد على عدد الخلايا المتصلة بسلسلة، وعلى نوع الأسلاك والبراغي المستخدمة، وعلى درجة حرارة الماء. بشكل عام، كلما زاد عدد الخلايا، أو زادت فروق الجهد بين الأسلاك والبراغي، أو ارتفعت درجة حرارة الماء، زادت قوة البطارية.

بطارية تعمل باليد

بطارية تعمل باليد هي نوع من البطاريات التي يمكن صنعها في المنزل باستخدام مواد بسيطة ورخيصة، وتستخدم قوة اليد كمصدر للطاقة الكهربائية. هذه البطارية تعتبر مثالا على بطارية مغناطيسية، أو بطارية تولد الكهرباء عن طريق حركة ملف من الأسلاك داخل مجال مغناطيسي.

لصنع بطارية تعمل باليد، ستحتاج إلى المواد التالية:

• لوحان معدنيان، مثل النحاس والألمنيوم، مثبتان على قطعة خشبية
• ملف من الأسلاك المعدنية المغناطيسية، أو الأسلاك المغلفة بمادة عازلة
• مفتاح كهربائي
• أسلاك توصيل
• جهاز قياس فرق الجهد (فولتميتر) أو جهاز يحتاج إلى طاقة كهربائية (مثل ساعة رقمية أو لمبة صغيرة)

الخطوات التي يجب اتباعها لصنع البطارية هي:

• قم بتثبيت اللوحين المعدنيين على قطعة الخشب بحيث يكونان متقابلين ومتباعدين بمسافة صغيرة
• قم بلف الأسلاك المغناطيسية حول قضيب خشبي أو بلاستيكي لتشكيل ملف، واترك طرفي الملف حرَّيْن
• قم بتوصيل اللوحين المعدنيين بالملف بأسلاك توصيل، وتأكد من أن كل لوح موصول بطرف واحد من الملف فقط
• قم بتوصيل الملف بالمفتاح بأسلاك توصيل أخرى، وتأكد من أن كل طرف من الملف موصول بقطب واحد من المفتاح فقط
• قم بتوصيل المفتاح بجهاز قياس فرق الجهد أو جهاز يحتاج إلى طاقة كهربائية، واتبع التعليمات المرفقة مع الجهاز

في هذه الحالة، ستعمل قوة اليد كمصدر للطاقة الكهربائية، واللوحان المعدنيان كقطبين (أنود وكاثود)، والملف كمولد للطاقة الكهربائية. عندما يلمس الشخص اللوحين باليدين، يتكون دائرة كهربائية تسمح بانتقال التيار من اللوح الموجب إلى اللوح السالب عبر جسم الشخص. هذا التيار يولد مجالا مغناطيسيا حول الملف، وعند حركة الملف داخل هذا المجال، يتولد تيار كهربائي في الملف نفسه. هذا التيار يمكن توجيهه إلى جهاز قياس فرق الجهد أو جهاز يحتاج إلى طاقة كهربائية عبر المفتاح.

القوة الدافعة الكهربائية لهذه البطارية تعتمد على قوة اليد وعلى نوع الأسلاك واللوحين المستخدمة، وعلى عدد لفات الملف وحجمه. بشكل عام، كلما زادت قوة اليد، أو زادت فروق الجهد بين الأسلاك واللوحين، أو زاد عدد لفات الملف أو حجمه، زادت قوة البطارية.

أنواع البطاريات

أنواع البطاريات هي تصنيف للبطاريات بناء على موادها الكيميائية وخصائصها الفيزيائية وطرق استخدامها. البطارية هي جهاز يحول الطاقة الكيميائية المخزنة في مواده إلى طاقة كهربائية يمكن استخدامها في تشغيل الأجهزة والمعدات المختلفة. تتكون البطارية من خلية أو أكثر من الخلايا الكهربائية، كل خلية تحتوي على قطب سالب (أنود) وقطب موجب (كاثود) وإلكتروليت يسمح بانتقال الشحنات بين القطبين

يوجد عدة أنواع من البطاريات تختلف في موادها وأدائها وتطبيقاتها، ومن أشهر هذه الأنواع ما يلي:

• البطاريات الأولية: هي البطاريات التي تستخدم لمرة واحدة ولا يمكن شحنها أو استعادة طاقتها، وتستخدم في الأجهزة التي تحتاج إلى طاقة منخفضة أو متقطعة، مثل الساعات والمصابيح والألعاب. من أمثلة هذه البطاريات: بطارية زنك-كربون، بطارية قلوية، بطارية ليثيوم، بطارية فضة-أكسيد
• البطاريات الثانوية: هي البطاريات التي يمكن شحنها وإعادة استخدامها عدة مرات، وتستخدم في الأجهزة التي تحتاج إلى طاقة عالية أو مستمرة، مثل الهواتف المحمولة والحاسوب المحمول والسيارات. من أمثلة هذه البطاريات: بطارية رصاص-حمض، بطارية نيكل-كادميوم، بطارية نيكل-فلز هجين، بطارية ليثيوم-أيون
• البطاريات حسب التطبيق: هي البطاريات التي تصمم خصيصا لتلائم احتياجات معينة أو تحديات معينة في مجالات مختلفة، مثل الفضاء والطب والعسكرية. من أمثلة هذه البطاريات: بطارية نظائر مشعة، بطارية حرارية، بطارية حساسة للضغط، بطارية حساسة للضوء

إذاً، هذه هي بعض أنواع البطاريات المستخدمة في مجالات مختلفة من التكنولوجيا والصناعة. كل نوع من هذه البطاريات له مزايا وعيوب خاصة به، ولا يمكن استبدال نوع بآخر دون التأثير على أداء الجهاز أو النظام. لمزيد من المعلومات