PILHAS E BATERIAS

A energia da bateria e seus usos sem complicações e segredos.

Em qualquer bateria, o mesmo tipo de reação eletroquímica acontece para que os elétrons movam-se de um pólo a outro. Na verdade, metais e eletrólitos são usados para controlar a voltagem da bateria; cada reação diferente tem uma voltagem característica. Isto é, por exemplo, o que acontece em uma célula de uma bateria chumbo-ácido de carro:

• a célula tem uma placa feita de chumbo e uma outra feita de dióxido de chumbo que estão mergulhadas em uma solução aquosa de ácido sulfúrico (eletrólito);
• o chumbo combina com o SO4 (íons de sulfato) para criar PbSO4 (sulfato de chumbo) mais um elétron;
• o dióxido de chumbo, os íons de hidrogênio e os íons de SO4 mais os elétrons da placa de chumbo criam PbSO4 e água na placa de dióxido de chumbo;
• quando a bateria descarrega, as 2 placas formam PbSO4 (sulfato de chumbo) e água se forma no ácido. A voltagem característica é de cerca de 2 volts por célula, então, se você combina 6 células, você obtém uma bateria de 12 volts;

Uma boa característica que tem a bateria chumbo-ácido é que a reação química é completamente reversível. Se você aplicar corrente à bateria em uma voltagem correta, o chumbo e o dióxido de chumbo se formam de novo nas placas e então é possível usar a bateria novamente por várias vezes. Em uma bateria de zinco-carbono, não existe uma maneira fácil de reverter a reação, pois não se obtém facilmente o gás de hidrogênio de volta para o eletrólito.

As baterias modernas usam uma variedade de reações químicas para fornecer energia. Os produtos químicos típicos de uma bateria incluem:

• bateria de zinco-carbono - também conhecida como bateria standard de carbono, a química do zinco-carbono é usada em todas as baterias baratas do tipo AA, C e D. Os eletrodos são o zinco e o carbono com uma pasta ácida entre eles para servir de eletrólito;
• baterias alcalinas - usadas pelas baterias comuns da Duracell e da Energizer, os eletrodos são o zinco e o óxido de manganês com um eletrólito alcalino;
• baterias de lítio - lítio, iodeto de lítio e iodeto de chumbo são usados em câmaras digitais por causa da sua capacidade de fornecer aumento de energia;
• baterias de chumbo-ácido - usadas em automóveis, os eletrodos são feitos de chumbo e óxido de chumbo com um eletrólito de ácido forte (recarregável);
• baterias de níquel-cádmio - os eletrodos são o hidróxido de níquel e o cádmio com um eletrólito de hidróxido de potássio (recarregável);
• baterias de níquel-metal hidreto - esta bateria está rapidamente substituindo a bateria de níquel-cádmio, pois ela não sofre do efeito memória (em inglês) que acontece nas baterias de níquel-cádmio (recarregáveis);
• bateria de lítio-íon - com uma relação muito boa de peso-potência, ela é geralmente encontrada em pcs, laptops e celulares de ponta (recarregável);
• bateria de zinco-ar - esta bateria é leve e recarregável;
• bateria de zinco-óxido de mercúrio - geralmente usada em aparelhos auditivos;
• bateria de prata-zinco - usada em aplicações aeronáuticas por sua boa relação peso-energia;
• bateria de metal-cloreto - usada em veículos elétricos.

Em quase todos os aparelhos que usam baterias, não se usa somente uma célula por vez. Você geralmente as agrupa de forma serial para formar voltagens mais altas ou em paralelo para formar correntes mais altas. Em um arranjo serial, as voltagens se somam. Em um arranjo paralelo, as correntes se somam. O diagrama a seguir mostra estes 2 arranjos:

O arranjo de cima é chamado de arranjo paralelo. Supondo que cada célula produz 1,5 volts, então 4 baterias em paralelo também produzirão 1,5 volts, mas a corrente fornecida será 4 vezes maior do que a de uma única célula. O arranjo abaixo é chamado de arranjo serial. As 4 voltagens se somam para produzir 6 volts.

Normalmente, quando você compra um pacote de baterias, o pacote lhe diz a voltagem e a corrente da bateria. A minha câmera digital, por exemplo, usa 4 baterias de níquel-cádmio que estão classificadas em 1,25 volts e 500 miliampéres/hora para cada célula. Você pode dividir os miliampéres em muitas maneiras diferentes. Uma bateria de 500 miliampéres-hora poderia produzir 5 miliampéres por 100 horas, ou 10 miliampéres por 50 horas, ou 25 miliampéres por 20 horas, ou - teoricamente - 500 miliampéres por 1 hora, ou até mesmo mil miliampéres por 30 minutos.

Entretanto, as baterias não são tão lineares assim. Em primeiro lugar, todas as baterias têm uma corrente máxima que elas podem produzir. Uma bateria de 500 miliampéres-hora não pode produzir 30 mil miliampères por 1 segundo porque não existe uma maneira para que as reações químicas aconteçam tão rapidamente e a níveis tão altos de corrente. Uma bateria pode produzir muito calor, desperdiçando um pouco da sua energia. Muitos químicos nas baterias têm expectativa de vida mais curta ou mais longa em níveis muito baixos de corrente, mas as classificações de miliampères-hora são normalmente lineares. Usando a medida ampéres-hora, é possível estimar por quanto tempo a bateria vai durar sob uma certa carga.

Colocando 4 baterias de 1,25 volts e 500 miliampéres-hora em um arranjo serial, obtên-se 5 volts (1,25 X 4) a 500 miliampéres-hora. Estas mesmas baterias em paralelo, fornecerão 1,25 volts a 2 mil (500 X 4) miliampéres-hora.

Alguma vez você já olhou dentro de uma bateria de 9 volts comum?

Os fabricantes aconselham a não desmontar uma bateria para não causar danos a sua saúde

Ela contém 6 baterias muito pequenas que produzem 1,5 volts cada em um arranjo serial!

fonte principal : Howstuffworks