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電池


■ 電池について

今日の電池の原型を作ったのはイタリアのボルタです。ボルタの名前は後に電圧の単位、ボルトになりました。

左の図のように希硫酸のなかに銅板と亜鉛板をおきます。

亜鉛は電子を残して亜鉛イオン(Zn2+)となり、希硫酸の中に溶けます。
亜鉛イオンは硫酸イオンと反応して硫酸亜鉛になります。(Zn2+ + S042- → ZnSO4

硫酸の水素イオン(H+)は亜鉛イオンとはプラス同士ですから反発し、銅板に集まります。

すると銅板はプラスとなり亜鉛板の電子を引きつけます。このため銅板から亜鉛板へ電流が流れるのです。


■電池の種類

マンガン乾電池 おなじみの乾電池です。安いのが一番のトリエですね。
1.5Vと普通いいますが、実際には新品のときは1.7V位あります。使っているうちに、1.5V、1.3V、1.2V・・・とどんどん下がってきます。
アルカリ乾電池 マンガン乾電池と似ていますが2倍以上長持ちするといわれています。
鉛畜電池 一番身近なのは自動車のバッテリーです。充電できる電池としては最も歴史が古いものです。しかし・・・重い(笑)
ニッケル・カドミウム電池 プラス極にニッケル酸化物、マイナス極にカドミウム化合物、電解液に水酸化カリウム水溶液を使って作ります。ニッカド電池と略して呼ばれますね。電圧は1.2Vです。
自然放電が激しく、使わなくとも半年で容量が半分位になってしまいます。

この電池にはメモリー効果といいまして、完全に使い切らずに充電を繰り返すと、いつのまにか使える時間が短くなってしまいます。

これは、たとえばバケツに3分の1だけ水が入っているとしましょう。
この3分の1の水は使い切っていない電池の量です。そこへ水を3分の2追加(つまり充電)すると、使える水の量は後から入れた3分の2になってしまうのです。ニッカド電池は使い切ってから充電するのが良いのです。

≪注意≫
ニッカド電池はマンガン電池、アルカリ電池に比べてはるかに大電流を流すことができます。
うっかりショートさせてしまうと、非常に大きな電流が流れます。このことによる発熱で火災事故も起こります。ウォークマン用のニッカド電池が、ズボンのポケット内で硬貨と接触してショートし、ズボンが燃えたという事故もあります。

リチウム電池 リチウム電離はNASAが開発しました。一度に取り出せる最大電流値はさほど大きくないのですが、10年間放置してもほとんど放電しない、そして電圧がほとんど一定(3V)であること、そして低温から高温まで安定した性能がえら得ることなどが特徴です。

■これでも電池(?)

しょうない実験をしました。これでも一応電気が発生します。

左の図は10円玉と1円玉を使った電池です。

んなアホな〜と思うなかれ。
こんなもので電気が発生するんです。ただし原理はわかりません。10円(銅)と1円(アルミニウム)の化学式、それと水分が関係すると思うのですが・・・・・。

電圧は・・・

ちょっと見にくいですが、0.523Vの電圧が出ています。

当然ながら感電はしませんよ。もし感電するくらい強力な電気でしたら危険な反面、随分社会に役立つと思うのですが(笑)


これをモトにして小銭を組み合わせていろいろ試してみました。

10円同士の組合せです。間に紙は入っていません。
当然ながら電圧は出ません。
10円=10円

間に紙を入れたところ、13.6mV出ました。

1mV = 0.001Vです。

10円=5円

98.5mV

5円=1円

0.432Vです。

100円=1円

0.425V

100円=5円

これは0Vでした。

100円=10円

極性が逆で、マイナス17.7mVになりました。

これだけのデータですが、5円と1円の組合せが一番高い電圧が出ました。

硬貨 材料 原料
100円 白銅 銅、ニッケル
50円 白銅 銅、ニッケル
10円 青銅 銅、亜鉛、、すず
5円 黄銅 銅、亜鉛
1円 アルミニウム アルミニウム
電気が発生する理由は硬貨の原料である銅や亜鉛、アルミニウムが関係しているのではないでしょうか。それと水分も。

ボルタの電池とまではいきませんが、それに近い現象なのかもしれません。それにティッシュに湿らせるのがレモンか、ミカンでも入れれば(酸だから)少しは違う結果になったかもしれません。


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