Pilhas E Baterias

Pilhas e Baterias

Em 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 usada para alimenta-lo.

Não é difícil definir com relativa precisão o nível-limite de tensão de pilhas de mecúrio ou prata. Elas geralmente operam com cargas fracas em relação a outros tipos de pilha, mas essa carga se mantém constante em cerca d 95% de sua vida útil, apresentando um queda brusca a partir daí.

Nas pilhas de zinco-carbono, ao contrário, a determinação do nível limite de tensão é mais difícil, pois a queda de tensão na pilha durante a descarga aumenta irregularmente com o passar do tempo. Por esse motivo, num aparelho com alto nível limite de tensão (para os quais esse tipo de pilha é bem mais apropriado), as pilhas se esgotam em um determinado período de tempo. No entanto, se forem usadas em equipamentos que exigem tensões inferiores, elas podem continuar a funcionar por várias horas ou dias.

Um outro dado importante na questão da determinação do nível-limite é o da "recuperação da tensão". Esse fenômeno ocorre nos aparelhos de funcionamento intermitente, pois as baterias tendem a recarregar-se enquanto eles estão desligados.

Nesses casos as pilhas de zinco carbono apresentam um apreciável recuperação de tensão, a ponto de dobrar seu período de vida útil, com a passagem de uma carga constante a uma carga intermitente. Nas mesmas condições , as pilhas alcalinas aumentam seu período de duração em 20%. Outro fator importante na determinação da duração das pilhas é o tipo de eletrólito - seco ou líquido - que elas utilizam. O líquido pode sofrer evaporação ou vazamento durante a estocagem, e isso diminui a duração ou invalida a pilha permanentemente.

A temperatura também influi na duração das pilhas, pois as reações químicas internas diminuem a baixas temperaturas.

As pilhas mais usadas atualmente são as de zinco-carbono, que apresentam, em geral, a forma de um cilindro cujo volume determina a quantidade de energia que elas podem fornecer. Seu pólo negativo é formado pelo involucro externo, enquanto o cilindro central de carbono, coberto por um capuz metálico e isolado do envolucro, constitui o pólo positivo.

Classificação das pilhas

a) Pilhas de zinco-carbono

Essas pilhas podem Ter outro formato além do cilíndrico, como por exemplo, o de um paralelepípedo, com os dois pólos numa das faces. Seus terminais, neste caso, também são de formato diferente e colocados de modo que possam receber um sistema de ligação por pressão.

A estrutura interna da pilha de zinco-carbono é igual