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Apuntes: Pila electrica
Contribución de cesar el Sunday, June 17 @ 13:35:56 EST
Apuntes Física

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dispositivo que convierte la energía química en eléctrica. Todas las pilas consisten en un electrolito (que puede ser líquido, sólido o en pasta), un electrodo positivo y un electrodo negativo. El electrolito es un conductor iónico; uno de los electrodos produce electrones y el otro electrodo los recibe. Al conectar los electrodos al circuito que hay que alimentar, se produce una corriente eléctrica. Véase Electroquímica.

Las pilas en las que el producto químico no puede volver a su forma original una vez que la energía química se ha transformado en energía eléctrica (es decir, cuando las pilas se han descargado), se llaman pilas primarias o voltaicas. Las pilas secundarias o acumuladores son aquellas pilas reversibles en las que el producto químico que al reaccionar en los electrodos produce energía eléctrica, puede ser reconstituido pasando una corriente eléctrica a través de él en sentido opuesto a la operación normal de la pila.

  1. PILAS PRIMARIAS

La pila primaria más común es la pila Leclanché o pila seca, inventada por el químico francés Georges Leclanché en la década de 1860. La pila seca que se utiliza hoy es muy similar al invento original. El electrólito es una pasta consistente en una mezcla de cloruro de amonio y cloruro de cinc. El electrodo negativo es de cinc, igual que el recipiente de la pila, y el electrodo positivo es una varilla de carbono rodeada por una mezcla de carbono y dióxido de manganeso. Esta pila produce una fuerza electromotriz de unos 1,5 voltios.

Otra pila primaria muy utilizada es la pila de cinc-óxido de mercurio, conocida normalmente como batería de mercurio. Puede tener forma de disco pequeño y se utiliza en audífonos, células fotoeléctricas y relojes de pulsera eléctricos. El electrodo negativo es de cinc, el electrodo positivo de óxido de mercurio y el electrólito es una disolución de hidróxido de potasio. La batería de mercurio produce 1,34 V, aproximadamente.

La pila de combustible es otro tipo de pila primaria. Se diferencia de las demás en que los productos químicos no están dentro de la pila, sino que se suministran desde fuera.

3. PILAS SECUNDARIAS  El acumulador o pila secundaria, que puede recargarse invirtiendo la reacción química, fue inventado en 1859 por el físico francés Gaston Planté. La pila de Planté era una batería de plomo y ácido, y es la que más se utiliza en la actualidad. Esta batería, que contiene de tres a seis pilas conectadas en serie, se usa en automóviles, camiones, aviones y otros vehículos. Su ventaja principal es que puede producir una corriente eléctrica suficiente para arrancar un motor; sin embargo, se agota rápidamente. El electrólito es una disolución diluida de ácido sulfúrico, el electrodo negativo es de plomo y el electrodo positivo de dióxido de plomo. En funcionamiento, el electrodo negativo de plomo se disocia en electrones libres e iones positivos de plomo. Los electrones se mueven por el circuito eléctrico externo y los iones positivos de plomo reaccionan con los iones sulfato del electrólito para formar sulfato de plomo. Cuando los electrones vuelven a entrar en la pila por el electrodo positivo de dióxido de plomo, se produce otra reacción química. El dióxido de plomo reacciona con los iones hidrógeno del electrólito y con los electrones formando agua e iones plomo; estos últimos se liberarán en el electrólito produciendo nuevamente sulfato de plomo.

Un acumulador de plomo y ácido se agota porque el ácido sulfúrico se transforma gradualmente en agua y en sulfato de plomo. Al recargar la pila, las reacciones químicas descritas anteriormente se invierten hasta que los productos químicos vuelven a su condición original. Una batería de plomo y ácido tiene una vida útil de unos cuatro años. Produce unos 2 V por pila. Recientemente, se han desarrollado baterías de plomo para aplicaciones especiales con una vida útil de 50 a 70 años.

Otra pila secundaria muy utilizada es la pila alcalina o batería de níquel y hierro, ideada por el inventor estadounidense Thomas Edison en torno a 1900. El principio de funcionamiento es el mismo que en la pila de ácido y plomo, pero aquí el electrodo negativo es de hierro, el electrodo positivo es de óxido de níquel y el electrólito es una disolución de hidróxido de potasio. La pila de níquel y hierro tiene la desventaja de desprender gas hidrógeno durante la carga. Esta batería se usa principalmente en la industria pesada. La batería de Edison tiene una vida útil de unos diez años y produce 1,15 V, aproximadamente.

Otra pila alcalina similar a la batería de Edison es la pila de níquel y cadmio o batería de cadmio, en la que el electrodo de hierro se sustituye por uno de cadmio. Produce también 1,15 V y su vida útil es de unos 25 años.

4. PILAS SOLARES  Las pilas solares producen electricidad por un proceso de conversión fotoeléctrica. La fuente de electricidad es una sustancia semiconductora fotosensible, como un cristal de silicio al que se le han añadido impurezas. Cuando la luz incide contra el cristal, los electrones se liberan de la superficie de éste y se dirigen a la superficie opuesta. Allí se recogen como corriente eléctrica. Las pilas solares tienen una vida muy larga y se utilizan sobre todo en los aviones, como fuente de electricidad para el equipo de a bordo.

Acumulador de plomo.

Inventado en 1859 por Gaston Planté, el acumulador de plomo sigue utilizándose en automóviles, camiones y aviones. El acumulador contiene un grupo de células conectadas en serie. Cada célula consiste en una placa de plomo, otra de óxido de plomo, y una disolución electrolítica de ácido sulfúrico. Cuando estos acumuladores se descargan, pueden recargarse creándose una corriente en sentido opuesto a la que fluye cuando el acumulador está completamente cargado.

Primera pila recargable.

Inventada por Gaston Planté en 1859, la pila o acumulador de plomo fue revolucionaria porque podía recargarse en lugar de desecharse. Las reacciones químicas que producen la corriente hacen que la pila 'muera' gradualmente al convertir el ácido sulfúrico en agua y sulfato de plomo. Sin embargo, en un acumulador, puede invertirse la reacción química haciendo pasar electrones por la batería en sentido opuesto al proceso de descarga. Así se recarga la pila para su uso posterior.

La batería es un dispositivo que produce electricidad por medio de la acción química. Una batería consiste en uno o más unidades llamó las células eléctricas. Cada célula tiene todos los químicos y partes necesitado producir una corriente eléctrica. La palabra batería realmente los medios un grupo de células conectadas. Sin embargo, el término generalmente se usa referirse para singularizar las células, como aquéllos usados en las antorchas y los juguetes eléctricos.

Las baterías sirven como una fuente conveniente de electricidad. Ellos impulsan el tal equipo portátil como las radios, grabadores de cinta, y juegos de la televisión. En un automóvil, una batería proporciona el poder para empezar el artefacto. Las baterías también proporcionan electricidad en la nave espacial y submarinos. Durante los fracasos de poder, las baterías proporcionan un suministro de la emergencia de electricidad para los teléfonos, alarmas de fuego, y hospitales y otros edificios esenciales.

+ Cómo el trabajo de las baterías primario seco

Las baterías primarias secas son el tipo ampliamente usado de célula del primero. Las tales baterías difieren de las varias maneras, pero todos tienen ciertas partes básicas. Cada batería primaria seca tiene dos estructuras llamado los electrodos. Cada electrodo consiste en un tipo diferente de material químicamente activo. Un electrólito entre los electrodos causa uno de ellos, llamó el ánodo, para cobrarse negativamente y el otro, llamó el cátodo, cobrarse positivamente. Los auxilios del electrólito promueven las reacciones químicas que ocurren a los electrodos.

Hay tres tipos del comandante de baterías primarias secas. Ellos son (1) las células de carbono-cinc, (2) las células alcalinas, y (3) las células del mercurio.

Las células de carbono-cinc son las baterías de uso general usadas en las antorchas, unidades del photoflash, y juguetes. Estas células, Leclanche también llamado las células secas, se contiene dentro de un cannister de cinc. El cannister sirve ambos como un recipiente para las partes de la célula y como el ánodo. Una vara del carbono en el centro de las funciones celulares como el actual-coleccionista del cátodo. Pero el material del cátodo real es una mezcla de dióxido del manganeso y polvo del carbono condensada alrededor de la vara. El electrólito es una pasta compuesta de cloruro del amonio, cloruro de cinc, y agua.

El ánodo y el cátodo están separados por una hoja de material poroso, como papel o cartón, empapada con el electrólito. Esta capa delgada, llamó un separador, impide a los materiales del electrodo mezclando juntos y reaccionar cuando una batería no está usándose. La tal acción podría causar el ánodo de cinc para llevar lejos prematuramente y reducir la vida de la batería.




 
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