Acumuladores e carregadores

Pilhas e baterias

Tanto as pilhas como as baterias são dispositivos nos quais uma reação de oxirredução transforma energia química em energia elétrica.

O processo de funcionamento das duas é espontâneo e tem o mesmo princípio químico: a transferência de elétrons entre um metal que tem a tendência de doar elétrons (eletrodo negativo – ânodo) por meio de um fio condutor para um metal que tem a tendência de receber elétrons (eletrodo positivo - cátodo).

Porém, a diferença entre esses dois dispositivos está no fato de que uma pilha é formada apenas por um eletrólito (solução condutora de íons também denominada de ponte salina) e dois eletrodos, enquanto a bateria é formada por várias pilhas ligadas em série ou em paralelo.

Devido a isso, as baterias produzem uma corrente elétrica muito mais forte.

Por exemplo, uma das pilhas mais comuns atualmente é a pilha seca ácida, também conhecida comopilha de Leclanché, pois foi inventada por esse engenheiro francês em 1860.

Ela é formada basicamente por um envoltório de zinco (que é o ânodo da pilha) e uma barra de grafita (cátodo) envolvida por uma pasta que contém várias espécies químicas, que funciona como a ponte salina. Entre as espécies químicas que envolvem a barra de grafita está o cloreto de amônio (NH4Cl), que é um sal de caráter ácido e, portanto, quando ele se hidrolisa, torna o meio ácido.

A função básica desses dispositivos é aumentar a energia potencial das cargas que os atravessam, e são chamadas fontes de força eletromotrizes.

Os gerados químicos (pilhas e baterias) tornaram possível a produção de cargas elétricas contínuas e uniformes, o que levou os físicos a formularem um novo conceito e uma nova grandeza física que pudesse definir tal propriedade, a força eletromotriz.

A unidade básica geradora desses geradores químicos se chama célula.

Para as pilhas, sua utilização em alguns casos exige uma associação em série, em virtude da tensão fornecida não ser suficientemente capaz de suprir a utilização de equipamentos em razão do seu índice de voltagem, que é de 1,5V para pilhas comuns.

Com o avanço tecnológico, tornou-se possível a utilização da recarga tanto para pilhas como para baterias, mas esse processo também tem a chamada vida útil desses geradores, que depende de seu bom uso e de sua qualidade.

Conclusão: nos geradores químicos, sua energia resultante é transformada em energia elétrica. m experimentos com o que ele chamava de eletricidade atmosférica, Galvani descobriu que uma perna de rã poderia se contrair quando presa por um gancho bronze em uma treliça de aço. Outro italiano, Alessandro Volta, um professor da Universidade de Pavia, afirmou que o bronze e o aço, separados por um tecido úmido de rã, geravam eletricidade, e que a perna de rã era apenas um detector.

Em 1800, Volta conseguiu amplificar o efeito pelo empilhamento de placas feitas de cobre, zinco e papelão úmido respectivamente e fazendo isto ele inventou a bateria.

Uma bateria separa cargas elétricas através de reações químicas. Se a carga é removida de alguma forma, a bateria separa mais cargas, transformando energia química em energia elétrica. Uma bateria pode produzir cargas, por exemplo, para forçá-las através do filamento de uma lâmpada incandescente. Sua capacidade para realizar trabalho por reações elétricas é medida em Volt, unidade nomeada por Volta. Um volt é igual a 1 joule de trabalho ou energia por cada Coulomb de carga. A capacidade elétrica de uma bateria para realizar trabalho é denominada Força Eletromotriz, ou fem.

Classificação dos geradores quanto ao tipo

Todos os geradores eletroquímicos desenvolvidos com base na pilha de Volta são constituídos essencialmente de dois eletrodos e um eletrólito, mesmo que sejam diferentes entre si por muitas outras características. Dependendo do trabalho que desenvolvem e de suas propriedades específicas, os geradores eletroquímicos podem ser classificados em dois grupos:

• Geradores eletrolíticos primários que não podem ser recarregados;

• Geradores eletrolíticos secundários recarregáveis.

Os geradores eletrolíticos primários são aqueles que produzem um único processo de descarga, pois suas reações químicas internas são irreversíveis. Dessa maneira, no final de um determinado período de uso, o gerador se esgota, pois seus componentes internos se degradam completamente.

Os geradores primários simples são chamados pilhas. Ao conjunto de duas ou mais pilhas (ou células) e aos geradores do segundo grupo dá-se o nome de bateria. Os geradores secundários incluem todos os modelos de equipamento que permitem cargas e descargas repetidas. Isso acontece porque as transformações químicas que se verificam no interior dos geradores podem ser revertidas se aplicar-se sobre seus terminais determinadas tensões e correntes elétricas.

No grupo de geradores primários destacam-se os seguintes tipos de pilhas:

• Pilha de zinco-carbono

• Pilha alcalina

• Pilha de mercúrio

• Pilha de prata

• Pilha de lítio.

No grupo de geradores secundários destacam-se dois tipos que têm aplicações muito diversas:

• Bateria de chumbo

• Bateria de niquel-cádmio.

Capacidade e durabilidade

Tanto a capacidade das pilhas como a das baterias é determinada com base no produto (multiplicação) de dois parâmetros (dados): corrente de descarga e a duração da descargar. O valor do produto é expresso por unidades de medida especiais o ampere-hora (Ah) e o miliampere-hora (mAh). A carga acumulada por um pilha ou uma bateria pode ser expressa na forma de densidade de energia, definida em watt-hora por quilo de peso ou em watt-hora por centímetro cúbico (cm3) de volume.

Para escolher o tipo de pilha ou bateria para determinado aparelho, é preciso ter em mente o nível mínimo de tensão que esse aparelho pode suporta. Esse nível mínimo é chamado nível-limite de tensão, naturalmente, quanto mais alto for para determinado aparelho, mais curta será a vida útil da pilha ou bateria