Vi tester batterier: hvilket holder længst?
Er det dyre batteri bedre end det billige? Eleverne kobler en lille pære til et batteri og lader spændingssensoren måle spændingen hvert 30. sekund, til batteriet er brugt op. Sensoren logger selv over natten, og næste dag henter eleverne data ind og sammenligner kurverne for forskellige batterier.
Hvordan ændrer spændingen over et batteri sig, mens det bliver brugt, og hvilket batteri holder længst?
Det skal I bruge
| Vare | Varenr. | Antal og formål |
|---|---|---|
| Spændingssensor, trådløs (PASCO PS-3211A) | PS-3211A | 1 pr. batteri, der testes |
| Batteri 4,5 V | 313009 | 1 pr. gruppe |
| Batteri LR6, type AA (40 stk.) | 313002 | AA-batterier til sammenligning |
| Serie/parallel batteriholder (10 stk.) | SE-8799 | 1 pr. AA-batteri |
| Lampeholder (E10) | 310110 | 1 pr. gruppe |
| Glødepære E10 (6,2 V 0,5 A) 25 stk. | 355004 | 1 pr. gruppe |
| Sikkerhedsledning, 100 cm, rød | 311100 | 1 pr. gruppe |
| Sikkerhedsledning, 100 cm, sort | 311101 | 1 pr. gruppe |
| Krokodilleklemmer (50 stk.) | 310000 | 2 pr. gruppe |
Andet udstyr: batterier, eleverne har med hjemmefra (fx forskellige mærker eller genopladelige); tablet eller computer med SPARKvue; et sted, hvor opstillingen kan stå i fred over natten.
Sikkerhed
Kortslut aldrig et batteri: ledningerne må ikke røre hinanden uden pæren imellem, for så bliver batteri og ledninger varme. Pæren bliver varm under forsøget, så stil den, hvor ingen rører den, og ikke op ad papir. Åbn aldrig batterier, og aflever de brugte batterier til batteriindsamling.
Sådan gør I
- Oplad spændingssensoren helt, før I starter, da den skal måle i mange timer.
- Kobl pæren til batteriet med ledninger og krokodilleklemmer, så pæren lyser.
- Sæt spændingssensorens ledninger over batteriets poler: rød til plus og sort til minus.
- Start SPARKvue, vælg ekstern logning, og forbind sensoren. Sæt målefrekvensen til én måling hvert 30. sekund, og start logningen. Nu kan softwaren lukkes.
- Lav samme opstilling med et andet batteri, fx et AA-batteri i holder eller et batteri hjemmefra. Skriv batteritypen på hver opstilling.
- Næste dag: åbn SPARKvue, vælg ekstern logning, tryk én gang på sensoren for at vække den, og hent data ind.
- Vis kurverne i samme graf. Find, hvor længe hvert batteri holdt spændingen over fx 1,0 V pr. celle.
Med PASCO-sensor
Den trådløse spændingssensor (PS-3211A) har indbygget hukommelse og kan logge uden at være forbundet til en tablet. Det gør det muligt at måle over mange timer uden at binde en computer. Med flere sensorer kan forskellige batterier testes samtidig og sammenlignes i samme graf.
Hvad sker der?
Et batteri omdanner kemisk energi til elektrisk energi. Mens batteriet bruges, bliver stofferne inde i det omdannet, og til sidst er der ikke mere at omdanne.
Spændingen falder ikke jævnt. I starten falder den lidt, så holder den sig næsten konstant i lang tid, og til sidst falder den hurtigt, når batteriet er ved at være brugt op. Pæren lyser svagere og svagere i den sidste del.
Hvor længe et batteri holder, afhænger af dets kapacitet, som måles i milliampere-timer (mAh), og af hvor stor en strøm der trækkes. Alkaliske batterier holder typisk længere end zink-kul-batterier, og genopladelige batterier har lavere spænding, men holder den meget jævnt.
Spørgsmål til eftertanke
- Hvilket batteri holdt længst, og hvilket holdt kortest?
- Hvordan så kurven ud: hvor faldt spændingen hurtigst?
- Hvornår holdt pæren op med at lyse, og hvad var spændingen da?
- Er det dyre batteri også det bedste, hvis I regner pris pr. time?
- Hvorfor er det vigtigt at aflevere brugte batterier til indsamling?
Til læreren
Med et 4,5 V-batteri og en pære på 6,2 V og 0,5 A holder batteriet typisk nogle timer, så forsøget er færdigt næste morgen. Med AA-batterier og en mindre pære kan det tage længere tid. Skriv batteritype og starttidspunkt på hver opstilling.
Sensoren skal være fuldt opladet. Har skolen kun én spændingssensor, kan klassen teste et nyt batteri hver nat og samle kurverne.
Forsøget kan udvides med en strømsensor (PS-3212), så eleverne kan beregne den samlede ladning og energi, batteriet har leveret, og sammenligne med kapaciteten på pakken.
Vejledningen er udarbejdet af LabDidakt. Læreren skal altid selv vurdere sikkerheden ved forsøget i sin klasse og følge skolens retningslinjer og sikkerhedsdatabladene for de kemikalier, der bruges.
