BATERIAS Y ACUMULADORES


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 El fundamento de los acumuladores es la transformación de la energía química en eléctrica. Almacenan energía química en su interior para convertirla en eléctrica en el exterior.

 Los acumuladores eléctricos mantienen una d.d.p o tensión entre sus dos polos, para que al conectar un receptor (lámpara, motor, timbre, etc) entre los dos polos, circule una corriente eléctrica de un polo al otro (del negativo al positivo). Por el receptor pasará esta corriente y se pondrá en funcionamiento.

 Los acumuladores eléctricos pueden ser pilas o baterias. Luego veremos la diferencia.

 Fíjate en la imagen:

baterias y acumuladores

 La base para un funcionamiento de un acumulador es el intercambio de electrones entre dos reacciones químicas, una reacción de oxidación y una reacción de reducción que inicialmente están separadas. Al unirlas por un circuito eléctrico externo se produce el intercambio (paso) de electrones de la reacción de oxidación a la reacción de reducción, a través del circuito eléctrico exterior. Veamos todo esto con más detalle.

 Celdas ElectroQuímicas

 El acumulador más sencillo es lo que se llama una celda electroquímica, también llamada celda Voltaica. Una celda es una caja en cuyo interior hay dos líquidos o sustancias químicas separadas llamadas electrolitos (pueden ser el mismo líquido o distinto). Cada líquido tiene sumergido en su interior una placa metálica diferente, llamadas electrodos. Estos electrodos antes de introducirlos en el líquido tienen una carga electrica de cero.

 Uno de los electrodos debe ser de un metal que al ponerse en contacto con el electrolíto se oxide y por esta reacción de oxidación sus átomos se desprendan convirtiéndose en iones +. Ahora la placa metalica o electrodo al tener menos iones positivos quedará cargado negativamente (con exceso de electrones).

 En el otro electrodo al introducirlo en su electrolíto se produce una reacción de reducción, reacción que produce que el electrodo pueda ahora absorber electrones, por eso este otro electrodo será el polo + o cátodo.

 Reacción de Oxidación: la placa metálica queda con exceso de electrones. Se produce en el ánodo.

 Reacción de Reducción: La placa metálica queda con falta de electrones. Se produce en el cátodo.

 Al unir este electrodo (el negativo) con el otro mediante un circuito eléctrico este exceso de electrones pasarán de un lado al otro produciéndose una corriente eléctrica. Las reacciones que se producen no se producen de forma eterna, por eso al cabo de un tiempo la bateria se descarga por completo.

 Veamos mejor esto con un ejemplo concreto:

celda bateria



 El vaso de la izquierda contiene una solución o líquido de sulfato de zinc, en este líquido se introduce una barra de zinc y los átomos de esta barra se oxidan y pasan a la solución en forma de iones positivos, mientras que la barra o electrodo queda cargado negativamente, es decir, con un exceso de electrones.

 Estos electrones pasan a través del conductor hasta la otra barra, que es de cobre, y está sumergida en el vaso de la derecha en una solución de sulfato de cobre. Allí los iones de cobre de la sal se reducen al tomar los electrones de la barra y se depositan en el fondo en forma de metal.

 El electrodo donde se lleva a cabo la oxidación recibe el nombre de ánodo o polo -, y el electrodo donde se lleva a cabo la reducción recibe el nombre de cátodo o polo +.

 Al unir los dos polos mediante un circuito eléctrico, se produce un paso de electrones (corriente eléctrica) desde el polo negativo al positivo. Este proceso se llama electrolisis.

 Como ves la energía química de los líquidos y placas se transforma en electricidad en el exterior.

 Cuando los polos de la celda no están unidos por un circuito externo, entre los dos polos hay una tensión o diferencia de potencial (d.d.p) química. Esta tensión es la que hace que al unirlos se produzca la corriente eléctrica.

 Cualquier elemento que haga esto es un acumulador eléctrico, ya que acumula energía en su interior para usarla cuando sea conveniente (cuando se unan los polos). Las pilas y las baterias son acumuladores.

 Tanto las pilas y las baterias son acumuladores, pero... ¿Cual es la diferencia entre Pila y Bateria?

 Pila = solo tiene una celda.

 Bateria = Formada por varias celdas unidas en serie.

Baterias

 Una bateria está formada por varias celdas, cada una de estas celdas es un acumulador o pila por si misma. Cuando unimos varias celdas en serie, uniéndo polo + de la primera celda con el - de la segunda y así sucesivamente, obtenemos una bateria. Con esto conseguimos un acumulador o bateria que tiene más tensión o voltaje que una sola celda. Por ejemplo, una batería de auto de 12V es un conjunto en serie de 6 celdas de plomo-ácido de 2V cada una.

celdas de bateria

 Se llama bateria porque las celdas se colocan juntas una detrás de otra, en bateria, como si fuera una bateria de celdas.

 Una batería puede ser ácida o alcalina en función de la naturaleza del electrolito (líquido en su interior). Por ejemplo, las baterías de los coches son ácidas, porque contienen un electrolito de ácido sulfúrico en el que se sumergen una placa de plomo metálico y otra de dióxido de plomo.

 Cuando se agota el plomo o el dióxido de plomo la batería está gastada y para recargarla se hace pasar una corriente eléctrica de la placa positiva a la negativa mediante un alternador o dinamo (o a veces conectándola al enchufe de casa), de manera que el sulfato de plomo se vuelve a descomponer en plomo en la placa negativa, y en la positiva en dióxido de plomo.

 Las pilas secundarias son aquellas que pueden recargarse, es decir pueden reiniciar el proceso mediante el aporte de energía de una fuente exterior normalmente un generador, que hace que los compuestos químicos se transformen en los compuestos de partida al hacer pasar corriente a través de ellos en sentido opuesto.

 ¿Quién fue el inventor de la batería? Pues fue el señor Alessandro Volta, físico italiano, y el Voltio unidad de tensión o d.d.p. es en honor a él.

 Algunas veces, la pila es un término que se suele usar cuando hablamos de generadores de electricidad basados en procesos químicos normalmente no reversibles, o acumuladores de energía eléctrica no recargables (aunque hoy en día las hay recargables); mientras que batería se aplica generalmente a los dispositivos electroquímicos semi-reversibles, o acumuladores de energía eléctrica que sí se pueden recarga.

 Tanto pila como batería son términos provenientes de los primeros tiempos de la electricidad, en los que se juntaban varios elementos o celdas: en el primer, caso uno encima de otro, "apilados", y en el segundo, adosados lateralmente, "en batería", como se sigue haciendo actualmente, para aumentar así la magnitud de los fenómenos eléctricos y poder estudiarlos sistemáticamente.

Partes de una Bateria

 Aquí os dejamos un esquema de una batería con todas sus partes:
baterias



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