Experiment 43: Wie funktioniert eine Batterie?

Diesmal wollen wir wissen, wie funktioniert eine Batterie? Dazu bauen wir eine Gurkenbatterie und machen Strom hörbar.

Was brauche ich?

• Eine Scheibe (ca. 0,5 cm) von einer Gewürzgurke (Die darfst Du nach dem Experiment nicht mehr essen!),
• ein 5 Cent Stück,
• ein Stück Alufolie (ca 10 x 10 cm),
• einen Teller und
• den Kopfhörer von einem Walkman oder MP3-Player.

Wie lange dauert es?

Ungefähr 10 Minuten.

Wie funktioniert es?

Zuerst legst Du die Alufolie flach auf den Teller, dann die Gurkenscheibe in die Mitte der Alufolie. Nun legst Du die Münze auf die Gurkenscheibe, schiebst sie ein kleines Stück über den Rand und hälst sie dort mit dem Finger fest. Jetzt nimmst Du den Stecker vom Kopfhöhrer und setzt ihn mit der Spitze so auf die Alufolie, dass Du ihn mit der Münze berühren kannst, ohne die Münze von der Gurke zu nehmen. Dabei sollte der Stecker selbst die Gurke nicht berühren.

Was passiert?

Jedesmal, wenn der Stecker Alufolie und Münze gleichzeitig berührt, solltest Du ein Knacken im Kopfhörer hören. Falls das nicht klappt, schau bitte nach, ob die Münze den Stecker oberhalb des schwarzen Rings berührt. Eventuell muss Deine Gurkenscheibe etwas dicker sein.

Warum ist das so?

Was wir hier konstruiert haben, ist eine Gurkenbatterie. Jedesmal, wenn der Stecker die Münze und die Alufolie gleichzeitig berührt, wird ein Stromkreis geschlossen (im Kabel des Kophörers sind tatsächlich zwei Drähte: einer zur Spitze und einer zum Teil über dem Ring) und der winzige Lautsprecher im Kopfhörer angeschubst. Es knackt.

Wie funktioniert diese Batterie?

In der Gurke sind Salz und Säure (Essig). Das nennt man bei einer Batterie Elektrolyt. Die Alufolie besteht aus winzigen Teilchen, den Aluminiumatomen. Diese Atome haben das große Verlangen, sich in der Säure der Gurke aufzulösen. Wenn sie das jedoch tun, müssen sie noch winzigere Teile von sich zurücklassen: Elektronen. So wird die Alufolie immer dünner (so wenig und so langsam, dass man es nicht sehen kann) und in der Alufolie schwirren immer mehr Elektronen rum, die nicht wissen, wo sie hin sollen. Die Alufolie würde man in einer Batterie Kathode nennen (das ist der Minuspol).

Da Elektronen sich gegenseitigt überhaupt nicht leiden können, versuchen sie, sich nicht zu nahe zu kommen und aus dem Weg zu gehen. In die Säure der Gurke können sie aber nicht, also nehmen sie den Weg durch den Stecker des Kopfhörers, wandern durch den Draht zum kleinen Lautsprecher und lösen dort das Knacken aus. Von dort fließen sie weiter durch den zweiten Draht zur Münze, wo sich inzwischen (an der Grenze zwischen Münze und Gurke) die Aluminiumatome angesammelt haben. Hier nehmen diese wieder ihre Elektronen auf und bleiben dann in der Gurke oder an der Münze kleben. Deshalb darfst Du die Gurkenscheibe nach dem Versuch auch nicht mehr essen! Die Münze nennt man in einer Batterie Anode, oder Pluspol.

Und wie funktioniert ein richtige Batterie?

Wenn Du eine Batterie im Laden kaufst, ist da natürlich keine Gewürzgurke drin. Dort werden andere Materialien benutzt. Aber die Batterie funktioniert genauso.

Die Kohle übernimmt die Rolle des Kupfers, das Zink ist die Alufolie und ein schmieriges Zeug namens Braunstein ist die Gurke. Der Rest ist dazu da, um die Form stabil zu halten und einen Kurzschluß zu vermeiden.