Funcionamiento de las pilas, baterías
Posiblemente, usted ya sepa que la corriente eléctrica es un flujo de electrones y que circulan por un cable conductor. Los electrones tienen carga negativa, y como dos imanes a los que queremos acercar parte negativa con parte negativa o parte positiva con positiva, se repelen.
Esto significa que un electrón repelerá a otro electrón, debido a que estos tienen carga negativa. Pero, una carga positiva atraerá una carga negativa, como el electrón.
¿Por qué las baterías producen corriente eléctrica?
Las baterías eléctricas, por medio de una reacción química, producen, en su terminal negativo, una gran cantidad de electrones (que tienen carga negativa) y en su terminal positivo se produce una gran ausencia de electrones (lo que causa que este terminal sea de carga positiva).
Ahora, si esta batería alimenta un circuito cualquiera, hará que por este circule una corriente de electrones que saldrán del terminal negativo de la batería, (debido a que estos se repelen entre sí y repelen también a los electrones libres que hay en el conductor de cobre), y se dirijan al terminal positivo donde hay una carencia de electrones, pasando a través del circuito al que está conectado. De esta manera se produce la corriente eléctrica.
El proceso químico no se presenta por tiempo indefinido, sino que después de algún tiempo deja de tener efecto (Se nota porque su voltaje va disminuyendo). Esta es la causa de que las baterías tengan una vida finita. Una de las pilas más conocida es la pila seca. Ver la figura.
Por medio de una reacción química, la cubierta de zinc atrae electrones y se carga negativamente y el carbón pierde electrones y se carga positivamente. Debido a que la reacción química oxida el zinc la pila tiene una vida limitada.
Tipos de pilas, baterías más comunes
Pilas, baterías primarias (no recargables)
1. Pila seca
- Pila de zinc
- Pila Alcalina
Estas pilas no se pueden volver a cargar y se descargan aun cuando no se utilicen. Hay pilas tubulares (1.5 voltios) y construidas por capas. Por ejemplo, la batería de 9 voltios, está compuesta de varios elementos (capas) de 1.5 voltios en serie.
2. Pila de mercurio
- Tiene una vida útil más larga que la pila seca y el suministro de voltaje es más estable
- Son más pequeñas
- Utilizadas en audífonos, aparatos compactos
3. Pila alcalina
- Tiene de gran duración por su concentración de energía
Pilas, baterías secundarias (recargables)
1. Pila alcalina de Níquel – Cadmio
Son compactas, pueden suministrar bastante corriente y tienen un voltaje más estable que las baterías comunes.
2. Pila de plomo
Muy utilizada en la industria automotriz. Hay pilas que se conectan en serie y se llaman acumuladores. Ejemplo: las baterías de uso automotriz. Los parámetros principales de una pila o batería son:
- Tensión entre sus terminales (bornes)
- Capacidad amperios / hora
Interconexión de las pilas o baterías
Las baterías y pilas, al igual que algunos componentes eléctricos y electrónicos, se pueden conectar en serie y paralelo.
Baterías o pilas en serie
Si dos pilas o baterías iguales, B1 y B2, se conectan en serie, la corriente del conjunto es la misma y el voltaje total de las baterías en serie es se suma del voltaje de las 2 baterías individuales.
- Corriente de las baterías en serie = Iserie = IB1 = IB2
- Voltaje de las baterías en serie = Vserie = VB1 + VB2
Baterías o pilas en paralelo
Si dos pilas o baterías iguales, B1 y B2, se colocan en paralelo, el voltaje del conjunto es el mismo, pero tiene el doble de capacidad de entrega de corriente. Solo se pueden poner en paralelo si tienen el mismo voltaje.
- Voltaje de baterías en paralelo = Vparalelo = VB1 = VB2
- Corriente de baterías en paralelo = Iparalelo = IB1 + IB2
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