陪孩子一起玩:生活中的电学实验
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第二节 直流电

一、电池

(1)常见电池

遥控器使用的是7号电池,如图1-2-1所示。

图1-2-1 7号电池用途

它的亲兄弟还有5号、1号、2号电池等等,以5号与7号使用最为普遍,如图1-2-2所示。

图1-2-2 7号电池的“亲兄弟”

这些电池中的电是如何“变”出来的呢?让我们来看一看。

电池是由石墨棒(正极,用“+”表示)、锌片(负极,用“-”表示)、电解质构成的,通过化学反应而产生电。如图1-2-3所示的电池每节电压是1.5V(伏)。

图1-2-3 电池的正负极

还有一种电池叫纽扣电池,使用也非常多。

纽扣电池由二氧化锰(正极),金属锂(负极),电解液构成,也是通过化学反应而产生电,外形如纽扣,所以又称为纽扣电池。常见的纽扣电池型号是2032,每节电压是3V(伏)。

电脑在关机后,时钟可以继续走时,核心就是主板上安装有2032电池,如图1-2-4所示,它的主要作用是在电脑关机后,能继续为时钟芯片供电。2032电池的正负极如图1-2-5、图1-2-6所示。

图1-2-4 2032电池用途

图1-2-5 2032电池正极

图1-2-6 2032电池负极

(2)其他电池

①锂电池

锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料。手机中使用的电池就是锂电池,一般电压是3.7V,内部有充电保护电路。如图1-2-7所示。

图1-2-7 手机电池

②蓄电池(俗称电瓶)

特点是可以反复充电使用。汽车、逆变器等内部都有蓄电池,见图1-2-8。

图1-2-8 汽车中的蓄电池

蓄电池每个单位(可以理解为每节)的电压是2V,是化学能转化为电能的一种装置。也有正负极之分,在实际使用中都是按照要求串联或者并联在一起,如图1-2-9。关于串并联的知识,在今后会给大家讲解。

图1-2-9 蓄电池串并联

③层叠电池

它的电压是9V,一般用于舞台无线话筒、万用表等。见图1-2-10。

图1-2-10 层叠电池

④水果电池

两种不同材料的金属(一般用锌与铜),插入到菠萝、橘子等水果中,也能产生电压。不过这个电压很弱,需要多个水果电池串联后才能点亮LED。

以上的电池都属于直流电。

直流电的特点:

在使用中,电压和电流的方向和大小不会随着时间而变化。如图1-2-11所示。

图1-2-11 直流电的波形

手机充电宝也是直流电,小朋友你身边还有其他的电池吗?能否再列举一些呢?

二、适配器

不仅仅电池能提供直流电,交流电经过处理后也可以变为直流电。最常见的就是手机充电器,能将220V交流电转换为5V左右的直流电,如图1-2-12所示。

图1-2-12 手机充电器

如果你设计的电路需要长期工作,可以考虑用适配器代替电池,适配器可以将交流电转化为合适的直流电。笔记本、路由器等都有适配器,如图1-2-13所示。

图1-2-13 各种适配器