Principio de funcionamiento de la batería

¿Cómo funciona un reloj de pared, el mando a distancia de un televisor o un juguete infantil controlado por radio? La mayoría de la gente, sin dudarlo, responderá “de pilas” y, en principio, tendrán razón. Pero es poco probable que alguno de ellos pueda decir exactamente cómo se triplica la batería portátil, cómo funciona y sin la cual todo el proceso de transmisión de corriente eléctrica desde la batería al consumidor final sería imposible. Llenemos este molesto vacío de conocimiento.

Principio de funcionamiento de la batería

Para comprender el principio de funcionamiento de una batería AA convencional, es necesario tener una comprensión general de su estructura. Entonces, cualquier batería consta de tres elementos principales: ánodo, cátodo y electrolito. Además, estos últimos pueden tener prácticamente cualquier estado de agregación: el cátodo y el ánodo colocados en una solución salina, en principio, también son una "batería", sólo que en una forma inusual para el ciudadano medio.

¡Interesante! La llamada “columna voltaica”, inventada por Alessandro Volta, también contaba con todos los elementos necesarios para la producción de corriente eléctrica. Consistía en placas de zinc y cobre apiladas una encima de otra, entre las cuales se colocaba a modo de “capa” un paño empapado en ácido.

El ánodo en tales sistemas es la principal fuente de electrones que, como sabemos por el curso de física escolar, tienen carga negativa.Las partículas cargadas negativamente se sienten atraídas por las positivas y, en este caso, la superficie del cátodo actúa como un "plus".

Pero esto no es suficiente para que se produzca una corriente eléctrica, porque los electrones también necesitan una especie de "carretera", un medio que favorezca la interacción del cátodo y el ánodo. Es aquí donde aparece "en el escenario" un electrolito: una sal, un álcali o un ácido capaz de conducir corriente.

Consideremos el principio de funcionamiento con un ejemplo específico: hay una batería de 18 voltios. El voltaje entre los electrodos es estable hasta que se conecta a la red. Tan pronto como aparece un consumidor (por ejemplo, una bombilla normal), el voltaje comienza a disminuir gradualmente, la corriente comienza a fluir desde el electrodo "negativo" al "positivo" y se produce una reacción química en el electrolito dirigida a manteniendo la diferencia de potencial entre los electrodos.

Referencia. Cuanta más energía requiera el consumidor, más intensa será la reacción dentro de la batería y más rápido fallará.

Cómo funciona una batería recargable, en qué se diferencia de una normal

Entonces, hemos analizado las baterías clásicas de “dedo” y “meñique” y sabemos que la vida útil de la mayoría de ellas es estrictamente limitada (sin importar lo que digan los fabricantes famosos). Pero ¿qué pasa con las llamadas baterías, baterías tipo batería que no sólo pueden consumir energía durante el proceso de reacción, sino también acumularla y almacenarla durante mucho tiempo?

Para comprender el principio de funcionamiento de una batería, es necesario recurrir a la química. Tomemos como ejemplo... Un fuego de carbón normal.No importa cuán hermosa y fascinante parezca la llama, cualquier químico que la observe sabe que este proceso es solo una reacción a largo plazo de oxidación del combustible. El carbón quemado interactúa con el oxígeno y como resultado de esta reacción obtenemos:

• dióxido de carbono;
• luz;
• cálido.

Y si los dos últimos puntos son capaces de calentar el alma y el cuerpo, entonces no podemos utilizar el dióxido de carbono de ninguna manera, porque es un subproducto de la reacción, que, de hecho, es su desecho. La reacción de oxidación se detiene cuando se agotan los elementos de partida: oxígeno y carbón. Detener la reacción en una batería ocurre exactamente de la misma manera cuando las sustancias iniciales se agotan por completo y solo quedan "residuos".

En la batería todo sucede un poco diferente. El hecho es que la reacción que ocurre en él pertenece a la categoría de reversible, es decir, bajo ciertas condiciones puede "revertirse", devolviendo todas las sustancias a su estado original. Es la posibilidad de que se produzca una reacción reversible en la batería lo que permite cargarla.

En una batería conectada a la red, la reacción se produce en la dirección opuesta y la corriente fluye de "más" a "menos", y no al revés. Como resultado, el producto de la reacción forma las sustancias de partida y el propietario de la batería recibe la energía "recuperada" disponible en un formato portátil. ¡Eso es todo!