Par Chelsea Oliver – Mis à jour le 30 août 2022
Les expériences sur les batteries de fruits sont un moyen simple mais puissant pour les étudiants d'explorer l'électricité. En combinant le jus acide des agrumes avec des électrodes de zinc et de cuivre, ces installations peu coûteuses génèrent un petit courant électrique qui peut allumer des LED, alimenter une horloge numérique ou servir d'outil pédagogique pour les bases de l'électrochimie.
La conception la plus simple utilise un citron frais, le plus acide des fruits courants. Roulez délicatement le citron sur une surface dure pour libérer son jus, puis coupez deux tranches de ½ pouce de large espacées d'environ 1 pouce. Insérez une pièce de monnaie en cuivre propre dans une fente et une pièce de dix cents zinguée (ou une petite bande de zinc) dans l'autre, en vous assurant que les métaux ne se touchent pas. L’acide citrique du citron réagit avec les métaux, produisant une légère tension. Si vous placez votre langue entre les deux pièces, vous ressentirez une subtile sensation de picotement, preuve qu'un minuscule courant électrique circule.
Pour alimenter une petite horloge numérique, connectez deux piles citron en série. Après avoir coupé les citrons comme décrit, attachez une pièce de monnaie en cuivre à une extrémité d'un fil de cuivre et un trombone à l'autre. Répétez avec un deuxième fil, puis connectez les fils entre les deux citrons, en vous assurant que chaque citron a un centime et un trombone. Enfin, fixez les extrémités libres des fils de cuivre restants aux bornes positives et négatives de l’horloge. Avec la connexion en série, la tension combinée dépasse 1 V, suffisamment pour faire fonctionner l'horloge.
Pour allumer une petite ampoule ou une LED, enfilez plusieurs citrons (ou un mélange de citrons, de pommes et de pommes de terre) ensemble en série. Utilisez des pièces de monnaie en cuivre, des clous galvanisés ou des clous zingués comme électrodes et fixez-les avec des pinces crocodiles. Les LED sont idéales car elles fonctionnent à basse tension et courant, permettant même à une modeste batterie de fruits de les éclairer. Expérimentez en faisant varier le nombre de cellules du fruit ou le type de fruit pour voir comment la tension et la luminosité changent.
Pour dépanner ou améliorer votre projet, mesurez la tension de chaque cellule de fruit avec un multimètre. Comparez les tensions d'un seul fruit à celles des connexions en série. Essayez différentes combinaisons de fruits (citron, pomme, pomme de terre) pour évaluer laquelle produit le courant le plus fort. Ajustez le placement des électrodes ou utilisez des électrodes plus grandes pour augmenter la puissance de sortie. Ces variations approfondissent la compréhension des principes électrochimiques tout en gardant l'activité intéressante.