PILAS Y BATERIAS

Pila níquel-cadmio

La pila níquel-cadmio es de desarrollo mas reciente y ha encontrado considerable uso en equipos electrónicos portátiles. Es una pila que puede soportar sobrecargas ya sea en su régimen de descarga o de carga, o permanecer descargada durante mucho tiempo. Siendo una pila secundaria puede ser recargada. Estando completamente cargada, el electrodo positivo de la pila níquel-cadmio, es hidróxido de níquel, mientras el negativo es cadmio metálico. El electrólito es hidróxido de potasio. El voltaje medio de trabajo, bajo condiciones normales es de 1,2 volts.

Vista de corte de una pila miniatura de níquel-cadmio .

Los acumuladores de níquel-cadmio se fabrican en una amplia variedad de tamaños y formas, siendo los más populares de ellos los tipos rectangulares de cierre hermético, y los cilíndricos de "botón". En el tipo de placa sintetizada, las placas están dispuestas en grupos y conectadas por cintas soldadas y separadas por distanciadores. Los grupos de placas positivas y negativas están entremezcladas y colocadas en un recipiente de plástico. Durante la carga y la descarga de un acumulador de níquel-cadmio, no hay prácticamente cambios. en la densidad del electrólito. Éste actúa solamente como un conductor para transferir los iones hidróxido de un electrodo al otro, dependiendo esto de la condición de carga de la pila.

Relaciones en las tensiones de salida de las pilas

Un hecho interesante acerca de la fuerza electromotriz (f.e.m.) generada por las pilas es que el voltaje de salida de una pila depende del tipo de materiales utilizados en ella, y no de sus dimensiones. Por ejemplo, toda pila de zinc-carbón con electrólito de cloruro de amonio da la misma tensión, ya sea la pequeña de tipo lapicera, o las grandes para campanillas suministran 1,6 volts cuando son nuevas. Como veremos luego, la diferencia que existe entre ellas se debe a la corriente de salida que pueden suministrar. Lo mismo es cierto para los acumuladores plomo-ácido. Una pequeña unidad de éstos tiene pocas placas que dan una tensión de salida de 2,2 voltios , la misma que uno de gran tamaño con numerosa cantidad de placas. Hay otras combinaciones de elementos químicos que dan varias tensiones diversas, pero no dependen de la cantidad.

 

EL VOLTAJE DE SALIDA DE UN ELEMENTO DEPENDE DEL TIPO DE PRODUCTOS QUIMICOS USADOS Y NO DE SU CANTIDAD

Para medir el voltaje de salida de una pila se utiliza un " voltímetro ". El voltímetro se conecta sobre los terminales de la pila y el voltaje se lee sobre la escala. Lo mismo se puede hacer con los acumuladores, pero en éstos, para que la lectura sea más real, se hace cuando se está descargando o "bajo carga".

Relaciones en las corrientes de salida de las pilas

La capacidad de corriente de una batería depende de la cantidad de material activo .

Hemos visto que si un alambre se conecta entre los terminales negativo y positivo de una pila, circula corriente por éste. El hecho de que los electrones dejan la pila y penetran en el alambre es la base para considerar a la pila (o a la batería) como una fuente de corriente. Mientras continúa la acción química, sigue el suministro de electrones. El poder de una pila para suministrar electrones en una cierta relación, se llama capacidad de corriente. La cantidad máxima de electrones suministrados depende del tamaño o de la cantidad de material activo en los electrodos, ocurriendo lo mismo con el electrólito. Esto explica por qué una pila grande suministra más corriente que una pequeña.

Cuando se expresa la capacidad de una pila ( práctica muy común en los acumuladores ), se hace por medio del número máximo de amperios que puede dar en una hora. Así, un acumulador de 20 Amperios-hora, es un elemento que puede suministrar una corriente de 20 amperios durante una hora, después de lo cual comienza a descargarse. Si la corriente de descarga es menor que su capacidad máxima, la pila puede suministrarla durante más tiempo que una hora. Por ejemplo, un acumulador de 20 Amperios-hora, puede dar 1 amperio durante 20 horas, de la misma forma, la capacidad de corriente será proporcionalmente más grande por un tiempo mas pequeño, como por ejemplo, 100 amperes por 1/5 de hora, o sea por 12 minutos. El producto de la corriente en amperios y del tiempo en horas no puede exceder la relación amperio-hora de una pila determinada.

El amperio-hora es una base para relacionar las baterías.

El amperio-hora u amper-hora es una medida de la vida útil de la batería antes de cargarla nuevamente.


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