为什么串联的醋电池电压不等于各个电压的总和？

我正在为儿子的小学班级进行课堂演示/动手练习，我用新西兰10分钱（铜涂层）硬币，锌垫圈和浸过醋的纸板制成了一些小电池。每个单独的电池的电压约为0.96伏，但是当我将其中四个电池放在一起时，我的电压仅为2.6伏。我想知道是否我对这些电池的性质不了解，无法使它们累加。

而且，即使在2.6伏特（与我从一对eneloop AA取出的电压相同）的电压下，LED也一点也不亮-与将其连接到LED相当亮的eneloop AA相比。这是因为醋电池的电流强度低吗？将更多的串联放置会更好吗（或者我是否需要再制造一个并并联连接？）。

我对电子学有点菜鸟，现在大部分时间都在学习它，因为我的儿子很感兴趣，因此和他一起学习很有趣。

感谢您的提示。

我已在下面附上一张图片，显示了预期的最终产品（我压缩了导线的顶部和底部以完成电路，这是一个简单的开关）。右边是我用于储存单元的内容（减去醋，并且没有切开硬纸板以适合硬币的情况）。

除了演示一些基本的发电方式外，您还将演示为什么我们不使用新西兰造币和醋来发电！

^{模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

图1.每个电池都有一个内部电阻，该电阻会随着电流的增加而导致电压下降。

内部电阻的作用是随着电流的增加导致电压下降。一个简单的演示将是挂钩，如图所示，将万用表置于AM1位置时将其设置为mA（确保导线在正确的插座中），并在VM1位置将其设置为DCV。

• 断开LED指示灯。测量开路电压。无需测量开路电流。它将为零。
• $R = \frac {V_{OC} - V_{LOADED}}{I}$

很难说串联时为什么没有获得0.96 V的四倍电压，但是一张照片可能会告诉我们更多信息。

看着照片，我怀疑您的单个电池可能有些泄漏。如果垫圈或硬币的侧面弄湿，则电池会部分短路。为了测试这一点，使四个单独的电池通过电线而不是堆叠连接。

当任何电池连接到负载时，由于电池的内部电阻，其输出电压将下降一点。

如果要构造电池，则可以执行以下四项简单的操作来减小电池的内部电阻：

1. 使电极变宽。

   • 电解质的电阻将与电流流过的电解质的横截面成反比。通常，大部分电流将直接在电极之间以直线传播。
   • 化学反应发生的速率与电极的面积成正比。
   • 这等效于并联多个电池。

2. 减小电极之间的间距。电解质的电阻将与电流必须流过的距离成正比。

   • 使用较薄的纸板或纸巾应可减少阻力。

3. 增加电解质中离子的浓度。电导率将与离子浓度成比例。

   • 例如，醋含有乙酸。使用另一种醋品牌的醋可能会有所帮助。
   • 如果您使用柠檬酸而不是醋，则可以从当地的杂货店购买纯柠檬酸粉末。通常在烘焙岛中。

4. 使用离子迁移率较高的电解质。电解质的电阻将与离子迁移率成反比。

   • 柠檬酸（存在于柠檬汁中）和碳酸氢钠（小苏打）均具有良好的电解质。

除了内部电阻现象会降低负载下的电池电压外，您还应密切注意@Jasen关于内部短路的评论。看一下工业级电池，您会发现单个电池永远不会共享电解质。

我建议您尝试在一个单元的每个硬币和下一个单元的洗衣机之间放置一个不可润湿的薄膜（例如塑料袋或糖果包装的碎片）。由于您仍然需要将它们电连接，因此请在绝缘层上铺设一根细电线。这将改善电池的输出，并使总电压更接近单个电池的电压总和，至少在没有负载的情况下。