Fyzmatik | Elektřina z citrónu

Spoustu radosti z experimentování nám může poskytnout elektřina z ovoce. Kromě obligátního citrónu můžeme experimentovat takřka se vším, co nám zahrádka či lednička nabízí. Uvedené experimenty můžete provádět s brambory, rajčaty, kyselými okurky apod. Podmínkou úspěchu je ovšem získání 2 kovových drátků nebo plíšků z mědi a zinku. Měděné drátky se dají sehnat celkem snadno z elektroinstalace, zinek můžeme získat rozřezáním obalu použitého monočlánku – neprovádět raději doma  a dávat si pozor na ušpinění uhlíkovou tyčinkou. Slušně fungují i kousky pozinkovaného plechu. Vše musí být dokonale čisté – proto je vhodné kovové části obvodu umýt saponátem či lihem

Čisté kovové drátky či pásky zasuneme do lehce promačkaného citrónu (či jiného kyselého ovoce) tak, aby se vevnitř nedotýkaly a částečně vyčnívaly z ovoce. Pak k nim připojíme tenké drátky a můžeme měřit získané napětí. Většinou se pohybuje kolem 0,95 voltu z jednoho kusu ovoce. Jak se však přesvědčit o tom, že tento zdroj skutečně dává proud? Pro začátek určitě postačí, když se obou plíšku současně dotknete špičkou jazyka. Nemusíte mít obavy, že dostanete "ránu", na to je taková ovocná baterie příliš slabá. Charakteristické svědění ale na jazyku určitě ucítíte.

Elektrický proud je způsobený pohybem elektronů v uzavřeném obvodu se zdrojem. Díky probíhající chemické reakci mezi kovem a ovocnou šťávou z citronu, která obsahuje kyselinu citronovou, je počet elektronů na povrchu zinkového a měděného plíšku rozdílný. Mezi plíšky, které označujeme jako póly elektrického článku, vzniká elektrické napětí, označované jako elektrochemické napětí. Ponoříme-li do elektrolytu dvě elektrody, je jejich vzájemné napětí dáno rozdílem elektrochemických napětí jednotlivých elektrod. Velikost napětí závisí na kovech, ze kterých jsou elektrody vyrobeny. Pokud byste namísto zinku použili obyčejné železo (klasický hřebík), bylo by napětí menší (kolem 0,50 V). Druh ovocného elektrolytu na velikost napětí příliš velký vliv nemá. Experiment bude fungovat s rajčetem stejně jako s citronem.

Důležité je, aby bylo prostředí, do kterého jsou oba plíšky ponořeny, dostatečně vodivé a elektrony jím mohly snadno putovat. Proto je vhodné použít šťavnaté ovoce s velkým obsahem vody. Z citronu jsme si tak vyrobili jednoduchý galvanický článek. Na obdobném principu pracovaly i první galvanické články, které sestrojil na sklonku 18. století Alessandro Volta. Volta tyto články pojmenoval po italském lékaři Luigi Galvanim. Ten si v roce 1789 povšimnul podivného škubání žabích stehýnek ležících na zinkovém plechu. Škubnutí se objevilo vždy, když se stehýnka dotknul kovovým nožem.Galvani předpokládal, že neukázněnost stehýnek má na svědomí "živočišná" elektřina. Teprve Volta však vnesl do celé věci více světla a vznik elektrické energie vysvětlil pomocí chemických reakcí.

Efektním způsobem důkazu malého elektrického proudu je rozsvícení červené LED diody, kterou zakoupíte v obchodě s elektrickými součástkami. Obyčejné, červeně svítící LED diody slabě svítí již při napětí několika málo voltů.

Abyste takové napětí získali, bude nezbytné vzájemně sériově propojit nejméně tři "citrónové" galvanické články. To znamená, že zinkový (záporný) pól jedné baterie propojíme s měděným (kladným) pólem baterie následující.

Výsledné napětí mezi zbylými koncovými elektrodami bude odpovídat součtu napětí na jednotlivých článcích. Přívody diody spojíme drátky se zbývajícími (krajními) elektrodami. Zapojení diody závisí na polaritě zdroje. Pokud nebude dioda svítit, zkuste ji zapojit obráceně. I když dioda svítí poměrně slabě, je jasné, že elektrický proud v "citrónové baterii" vzniká.

Další zajímavou možností je připojit tento ovocný zdroj k hracímu přáníčku místo již nefungující minibaterie a vychutnat si melodii dávno nehrajícího přání.