ボルタの電堆  ( ボルタのでんたいです。 電池の実験に使用しました。)

                                  - 柏市夏休み放課後子ども教室の際にも使用しました。 -

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   - 電池の実験の際に、ボルタの電堆を再現してみました。- 

 

 管理人は、以前より電池の実験を行いたいと思っていました。 少しずつ情報を集めていましたが、
ボルタの電堆も電池の歴史を語る上で外せないと思いました。このため、ボルタの電堆を再現して
みました。

 ネットで検索してみると、いくつもの電堆が出てきます。どれが本物なの分かりにくいですが、
こちらの Volta Temple に展示してあるボルタの電堆がオリジナルと思われました。

基本的な構造は、支柱に支えられた上下に二枚の木製の円盤があります。(木製の円盤は装飾が
施されていることもあるようです。) この間に、銅板(銀板)-食塩水のしみた布(紙)−亜鉛を一つの
電池の構成単位として、電池をいくつも重ねてあり、これを上から押さえてあるような構造です(電池の
直列つなぎ)。支柱は、3本の場合と4本の場合があるようですが、オリジナルは4本のようでした。

これらの写真を参考に、ホームセンターに行き、木製の円板2枚、支柱用の6mmの太さの木製の棒、
電極となる銅板や亜鉛板、装飾用の足などを購入しました。食塩水を浸す物は、当初はキッチン
ペーパーを使用していましたが、繰り返し使うと痛みが激しいため、フェルトを使用しました。

電極ですが、当初のオリジナルは陽極が銀となっているようです。しかし、銀は高価なため銅としています。
また、陽極の銅板や陰極の亜鉛板は、オリジナルはある程度の厚みがあるようですが、数ミリ程度の厚みの
ある円板はかなり値段が高いので、0.3o〜0.5o程度の厚みの板を丸く切り抜いて使用しました。
オリジナルの電極は、下側が銅となっていたようです。このため、下側が陽極(+)となります。
    −左から陰極の亜鉛板、フェルト、陽極の銅板。−

写真を見ると、昔は電線では無く、銅箔での配線の様でしたので、銅箔の配線としてみました。
金属板を上方から抑える部分は真鍮のパイプと円板で作りました。また、組み立て後、
木部を塗装し雰囲気を出しました。

    −写真の金属は、ダミーの鉛の錘です。−

  上下の木製の円板の装飾が無いのでシンプルですが、それなりに雰囲気は出たとおもいます。
  銅や亜鉛板が薄いため、十数枚重ねても見栄えがしないため、普段の展示では釣り具屋さんで
  入手した鉛製の錘(円板)を重ねておいてあります。(実際の実験では取り替えます。)

 

  実際に、銅板−食塩水に浸したフェルト−亜鉛板 の順に繰り返し重ねて置いてみました。
   
  電圧計を繋いで電圧を確認すると電圧が発生していますが、かなり電圧が低いです。これは、
 フェルトからしみ出した食塩水が銅と亜鉛をショートしてしまい、電圧が上がらなかったようです。
 フェルトへの食塩水のしみ込み具合は、なかなか調整が難しいです。

  

   科学クラブで実際の実験の際に使用してみました。
      

   各自に、銅板、フェルト、亜鉛板を1個ずつ渡します。
   

   各自、食塩水にフェルトを浸してもらい、下から 銅板−食塩水を浸したフェルト
   −亜鉛板の順に重ねていってもらいます。
   
   この時、1ユニットでも起電することも確認してもらいました。

   はたして電気が起きるでしょうか。
   

   電圧計を当てると、電気が起きていることが分かります。
   

   電子オルゴールが、はっきり鳴るのが確認できました。
   

 

   実験を何回か繰り返していると、電圧が出にくいことがありました。
   原因としては、以下の点が考えられました。

   1.食塩水の濃度 ー> なるべく飽和食塩水とした方が、安定して起電しました。

   2.しみ出た食塩水による電極間のショート ー> しみ出た食塩水を拭くようにします。

   3.亜鉛板の腐食 ー> 繰り返すと、亜鉛板が腐食してきます。このため、表面が変化したら
                  やすり等で磨くようにする。

   このような点を改善すると起電しやすくなりました。

 

   今後も電池の実験の際に、みんなで実験をしていこうと思います。

   

 

 

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