Autor Tema: Clase N° 4  (Leído 1389 veces)

LU7HA

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Clase N° 4
« en: Marzo 31, 2020, 07:15:29 pm »
Baterías y pilas

Las baterías son análogas a los tanques de agua. Una batería realmente grande, como
una batería de simple célula usada en un submarino, puede tener una enorme capacidad
y puede ser capaz de suministrar cientos de amperios por horas. Pero a despecho de su
gran tamaño, solo puede ser capaz de suministrar dos voltios de presión eléctrica. En un
submarino puede haber un ciento o más de estas enormes células en serie para
suministrar 200 voltios a los motores eléctricos.


 
En términos de analogía de tanques de
agua, una batería de bajo voltaje puede ser equivalente a un gran abrevadero de ganado,
si acaso 8 metros de ancho pero solo medio metro de profundidad.
Una batería de coche es la batería más grande que la mayoría de gente puede ver. Nota
que, para arrancar el coche en las frías mañanas, la batería debe entregar cientos de
amperios en unos pocos segundos. Hace esto a través de GRANDES cables de hilo de
cobre. Estos son los cables eléctricos más gruesos bajo el capó. Si intentas usar cables
finos para esta carga, los cables podrían fundirse en segundos. ¿Cuánta potencia toma
arrancar tu coche en enero?
Potencia = 12 voltios x 200 amperios = 2400 vatios
O, Potencia = 12 voltios/746 vatios/hp = 3,2 caballos de potencia
En contraste, una batería normal alcalina de 9 voltios tiene 6 pequeñas células de 1,5
voltios en serie para un total de 9 voltios. Cada célula tiene una relación de salida de
aproximadamente ½ amperio (550 miliamperios) durante una hora. En términos de
potencia, es aproximadamente 4,5 vatios.
Potencia = 9 voltios x 0,55 amperios = 4,5 vatios
Nota que una pequeña batería con varias células en serie debería ser análoga a un tanque
de agua alto con poco volumen. Por ejemplo, supón que una bomba está puesta en el
fondo de uno de 30 metros. La tubería puede ser de solo 25 mm. de diámetro. Por ello
una tubería de 30 metros contendrá apenas 15 litros. Pero la presión en el fondo de la
tubería será enorme, 8,5 bares. En los sistemas municipales de agua el agua es
almacenada en grandes tanques encima de torres para proporcionar tanto presión de
agua como una gran reserva de potencial caudal de agua.
Los conductores eléctricos son comparables a agujeros pinchados en el tanque de agua.
Hilos finos tienen mayor resistencia que hilos gruesos hechos del mismo material.
Metales como el cobre y plata tienen tal inherente baja resistencia que esta diferencia no
es obvia. Pero en un conductor como el carbono, una tira gruesa de carbono tendrá
mucha menos resistencia que una fibra delgada de carbono como las fibras Edison
usadas en sus primeras bombillas comerciales.

Pila Electrica

Una pila eléctrica es el formato industrializado y comercial de la celda galvánica o voltaica.
Es un dispositivo que convierte energía química en energía eléctrica por un proceso químico transitorio,1​ tras lo cual cesa su actividad y han de renovarse sus elementos constituyentes, puesto que sus características resultan alteradas durante el mismo. Se trata de un generador primario. Esta energía resulta accesible mediante dos terminales que tiene la pila, llamados polos, electrodos o bornes. Uno de ellos es el polo positivo o cátodo y el otro es el polo negativo o ánodo.
La estructura fundamental de una pila consiste en dos electrodos, metálicos en muchos casos, introducidos en una disolución conductora de la electricidad o electrolito.
Las pilas, a diferencia de las baterías, no son recargables, aunque según países y contextos los términos pueden intercambiarse o confundirse. En este artículo se describen las pilas no recargables.



Principio de funcionamiento
Una celda voltaica para usar en demostraciones. En este ejemplo las dos semiceldas están conectadas por un puente salino que permite la tansferencia de iones, pero no moléculas de agua.
La pila Cu-Ag, un ejemplo de reacción redox.
Aunque la apariencia de cada una de estas celdas sea simple, la explicación de su funcionamiento dista de serlo y motivó una gran actividad científica en los siglos XIX y XX, así como diversas teorías.
Las pilas básicamente consisten en dos electrodos metálicos sumergidos en un líquido, sólido o pasta que se llama electrolito. El electrolito es un conductor de iones.
Cuando los electrodos reaccionan con el electrolito, en uno de los electrodos (el ánodo) se producen electrones (oxidación), y en el otro (cátodo) se produce un defecto de electrones (reducción). Cuando los electrones sobrantes del ánodo pasan al cátodo a través de un conductor externo a la pila se produce una corriente eléctrica.
Como puede verse, en el fondo, se trata de una reacción de oxidación y otra de reducción que se producen simultáneamente.