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ボルタ電池を作ってみる

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ボルタ電池を作ってみる

１円玉と１０円玉で電池を作ってみました。
電力は小さいですが、LED程度なら光らせられます。

ボルタ電池とは、イタリアの物理学者ボルタが考えた、一次電池である。
と言うとなんだか難しい話のようですが、簡単に言えば、マンガン電池やアルカリ電池の元となった発明です。
実際には銅版、亜鉛版、硫酸を使うのですが、今回は簡単に入手できる、銅版(10円玉)、アルミ版(1円玉)、塩化ナトリウム水溶液(塩水)で作ります。

　

１.用意するもの
　

２.電池を作る
　

３.配線する
　

４.追加実験
　

５.備考

１．用意するもの

(画像クリックで拡大)

電池の材料

・10円玉、1円玉、キッチンペーパー、塩水
　10円玉、1円玉は各10枚用意します(追加実験をする場合は各20枚)。キッチンペーパーは代わりにティッシュペーパーでも大丈夫ですが、ティッシュペーパーは加工が難しいです。塩水は塩が溶け残る位濃い物を用意します。

作った電池に繋ぐもの

・LED
　この電池は非常に非力なので、豆電球やモーターは動かせません。LEDを点灯させて電池の能力を確認します。
　LEDのほかは、100円ショップに売っている電池式電卓等が動きます。

配線材

・みの虫クリップ付き電線、アルミホイル
　みの虫クリップが無いと配線に苦労します。アルミホイルは10cm～15cm位あれば十分です。

道具

・テスター
　無くても良いです。電圧や電流を測りたい方はご用意ください。

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２．電池を作る

キッチンペーパーを、１円玉より少しだけ大きいサイズの円で切り取ります。10枚作りますが、ペーパーが薄い場合は重ねて使うので、その場合は20枚作ってください。

塩水に浸したキッチンペーパーを10円玉の上に敷き、その上に1円玉を乗せます。これが１つの電池です（通称11円電池）。

※キッチンペーパーは適度に水気を切ってください。上に乗せた１円玉を少し押して水が染み出てくるようだと湿りすぎです。

同じ物を、合計10個作ります。

作った10個を全部積み重ねます。乾電池で言うと直列繋ぎということになりますね。
これで、ボルタ電池（ボルタの電堆）の完成です。
どうです？ボルタさんの作った「ボルタの電堆」にそっくり！？

積み重ねる前に予め下にアルミホイル(5～6cm角)を敷いておくと後の配線の時に楽です。

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３．配線する

この電池は、10円玉側が＋、1円玉側が－になります。みの虫クリップ付き電線で、LEDの＋と－に繋いでみてください。LEDは足の長いほうが＋です(※)。
一番上の1円玉の所に細長く折ったアルミホイルを乗せて、その上に重りを置くとみの虫クリップで簡単に接続できます（写真では5円玉を重りにしています）。

※実際には＋側をアノード、－側をカソードと呼びます。

繋いだLEDは点灯したでしょうか？
このボルタ電池は非常に非力なので、うっすらとしか点灯していないかも知れません。部屋を暗くしたりLEDの後ろに黒い紙を置くと見やすくなります。

この状態で放置したところ、一晩位点灯していました。

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４．追加実験

光り方が弱く面白くないので、電池をもう一組作って、並列に繋いでみました。
また、繋ぐLEDを高輝度のものに変えたり、赤色などよりも電圧が必要な青色や白色も試してみました。

高輝度赤LEDを繋いで実験。
テスターで電圧と電流を測ると、大体次のようになっていました。
電圧が同じでも、電流が多い方が明るく点灯しているのが分かると思います。

電池１つ(11円)
電圧	平均0.50V

	電池１組（10個直列）	電池２組（10個直列×２）
電圧(V)	4.95	4.96
電流(mA)	0.23	0.42
明るさ

※あくまでも私のところでの計測結果です。硬貨の汚れや塩水の濃度などによって変わると思います。

超高輝度白色LED。
流石に明るいです。本物の電池に繋いだときよりは暗いですが・・。
青っぽく見えますが、肉眼ではもっと白かったです。

高輝度青色LED。
暗いですが、点灯しました。

10円玉や1円玉よりも面積の大きい銅板やアルミ板を使うと、もっと大きな電力を得ることが出来ます。
大きな銅板やアルミ板を使えば、豆電球を点灯させたりモーターを回転させることが出来るでしょう。

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５．備考

　この実験では「貨幣を傷つけている」ので、本当は推奨されないらしい。

　「理科基礎」の教科書からは、10円玉と１円玉でボルタ電池を作る記述が消え、替わりに銅版と亜鉛版で作るようになっています。貨幣を故意に傷つけることに問題があるのはご存知かと思いますが、この実験はそれを奨励している、と言うのが理由のようです。しかし銅版や亜鉛版なんてそう身近にはないですし、こういう実験は身近にあるもので出来ることが肝心なのではないでしょうか？
　文部省の学習指導要領では、平成15年度から”理数嫌いに歯止めを掛ける”目的で「数学基礎」「理科基礎」を追加したとのことですが、言っていることとやっている事が噛み合っていないように思います。

・・と、偉そうな事を書いてみましたが、実験が終わって、硬貨を見てみると、、、。
写真のように、10円玉の片面が変色して黒っぽくなってしまいました（クリックで拡大）。これを見ると、教科書の記述が書き換えられるのも仕方がないと感じます。
　ただ、この状態でも自動販売機で使用できましたし、人が見てもちょっと古くなって汚れている程度なので、実質問題がないと判断しました。

念のため書きますが、この実験は自己責任にてお願い致します。

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■ うまくいかない場合

　説明どおりやったのにうまくいかない場合、以下の点を確認してみてください。

　１．LEDの＋と－を間違っていないか？
　　＋と－を逆に繋いでいる可能性があります。＋と－を入れ替えて繋いでみてください。

　２．個々の電池がショートしていないか？
　　キッチンペーパーに塩水を含ませすぎている場合、上に積んだ重みで塩水が染み出して、個々の電池間がショートしてしまっている場合があります。
　　下図を参考に、電池全体を横からみて、ショートしていないか確認してください。
　　