Pilhas e Baterias

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GERADORES QUÍMICOS: PILHA E BATERIAS
O que é geradores químicos
Gerador é um elemento capaz de transformar outra modalidade de energia
em energia elétrica. Ele apenas transforma energia não-elétrica em energia elétrica
ao transformar energia mecânica em elétrica (usinas), ou energia química em
elétrica (pilhas e baterias). A sua função básica, é abastecer energeticamente o
circuito elétrico, aumentando a energia potencial das cargas que o atravessam.
Existem diversas modalidades de energia que podem ser transformadas em
elétrica. Em função disto, para cada tipo de transformação, podem ser encontrados
geradores capazes de efetuar estas mudanças.
Encontramos geradores (pilhas) das lanternas para acender a lâmpada, nas
máquinas de calcular, nos rádios portáteis, todos precisam algum tipo de pilha para
funcionar.
Nos automóveis, o motor elétrico para arrancar o motor a gasolina e toda sua
instalação elétrica, são alimentados por um gerador químico (bateria de
acumuladores), que pode ser recarregado durante o funcionamento do automóvel ou
através de um aparelho chamado carregador de baterias.
*TIPOS*
Pilha é um tipo de gerador químico, isto é, transforma energia química em
energia elétrica. Dependendo do tipo, a pilha pode ser recarregável ou não. A
alcalina, por exemplo, não é recarregável. É formada por 2 eletrodos, um positivo
(cátodo) e um negativo (ânodo) em que a corrente elétrica vai do (-) para o (+).
a pilhaaaaaa
A primeira pilha elétrica foi criada em 1800 pelo cientista italiano Alessandro
Volta. Ele construiu um equipamento capaz de produzir corrente elétrica
continuamente, chamada de a pilha de Volta. Alternando discos de zinco e de cobre,
separando-os por pedaços de tecido embebidos em solução de ácido sulfúrico, Volta
notou entre as placas da base e as do alto, uma diferença de potencial (ddp) que
dava origem a fenômenos elétricos.
http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Gerador_el%C3%A9ctrico&action=edit
http://pt.wikipedia.org/wiki/1800
http://pt.wikipedia.org/wiki/It%C3%A1lia
http://pt.wikipedia.org/wiki/Alessandro_Volta
http://pt.wikipedia.org/wiki/Alessandro_Volta
A denominação de pilha é devida a disposição dos discos empilhados uns
sobre os outros. Este foi o ponto de partida para a construção das pilhas elétricas.
A ddp que obtemos com esse gerador, é da ordem de 1 V. Ela surge porque
as placas metálicas se dissolvem no ácido, enviando íons de cobre e zinco para a
solução.
A placa de cobre se dissolve mais que a de zinco, ficando assim com um
potencial mais elevado. Por esse motivo o seu terminal é o pólo positivo e o do zinco
é o pólo negativo.
Conceitos Iniciais:
Eletrodo conhecido comumente por pólo, de maneira geral é o terminal
utilizado para conectar um circuito elétrico a uma parte não metálica.
Eletrólito é toda a substância que dissociada ou ionizada origina íons
positivos (cátions) e íons negativos (ânions), pela adição de um solvente ou
aquecimento. Desta forma torna-se um condutor de eletricidade. AB <===> A+ + B-
Eletrólise é o processo químico que ocorre devido a passagem de uma
corrente elétrica através de um eletrólito.
Neste processo são utilizados dois eletrodos mergulhados numa solução eletrolítica
ligados a um circuito externo que contém uma fonte de corrente elétrica. Estes
eletrodos permitem uma troca de elétrons entre os eletrodos e a solução eletrolítica.
Dependendo do sentido em que ocorre a transferência de elétrons o eletrodo é
denominado cátodo ou ânodo.
Ânodo ou pólo positivo é o eletrodo que recebe os elétrons dos ânions da
solução (oxidação). No sentido convencional, é aquele que apresenta o maior
potencial elétrico dos dois eletrodos, portanto, conduz a corrente elétrica para a
solução.
Catodo ou pólo negativo é o eletrodo que entrega os elétrons para os
cátions da solução eletrolítica (redução). Entre os dois eletrodos é o que apresenta o
menor potencial, conseqüentemente, é através dele que a corrente elétrica sai da
solução.
Dentro da bateria, uma reação química produz os elétrons. A velocidade da
produção de elétrons por esta reação química (a resistência interna da bateria)
controla quantos elétrons podem fluir entre os terminais.
Os elétrons fluem da bateria para dentro do fio e passam do terminal negativo para o
terminal positivo para que a reação química aconteça. Esta é a razão pela qual a
bateria pode ficar em uma prateleira por um ano e ainda estar cheia de energia.
Uma vez conectado o fio, a reação começa.
http://pt.wikipedia.org/wiki/Circuito_el%C3%A9trico
http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%8Don
http://pt.wikipedia.org/wiki/Solu%C3%A7%C3%A3o
http://pt.wikipedia.org/wiki/Electricidade
http://pt.wikipedia.org/wiki/Eletr%C3%B3lito
http://pt.wikipedia.org/wiki/Eletr%C3%B3lito
http://pt.wikipedia.org/wiki/Catodo
http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%82nodo
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http://pt.wikipedia.org/wiki/Oxida%C3%A7%C3%A3o
http://pt.wikipedia.org/wiki/Potencial_el%C3%A9trico
http://pt.wikipedia.org/wiki/Catodo
http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%8Don
http://pt.wikipedia.org/wiki/Eletr%C3%B3lito
http://pt.wikipedia.org/wiki/Redu%C3%A7%C3%A3o
TIPOS DE PILHAS
Entre os vários tipos de pilhas destacam-se as pilhas secas (comuns), as úmidas, as
alcalinas e as recarregáveis.
1. Pilhas secas ou pilha comum: são pilhas cujos eletrodos, zinco e carvão,
fornecem voltagem de 1,5V, e são extensivamente usadas em lanternas, rádios
portáteis, gravadores, brinquedos, flashes, etc. O eletrodo que funciona como
ânodo (pólo positivo), é formado de zinco, e é a própria caixa da pilha. E
separado das demais espécies químicas presentes na pilha por um papel
poroso. O cátodo (pólo negativo) é o eletrodo central. Este consiste de grafite
coberto por uma camada de dióxido de manganês (Mno2), carvão em pó e uma
pasta úmida contendo cloreto de amônio (NH4Cl) e cloreto de zinco (ZnCl2).
Esta pilha tem caráter ácido, devido a presença de cloreto de amônio. A ação
química dessa massa sobre os eletrodos (zinco e carvão) é responsável pela
liberação da energia elétrica que se obtém nos terminais da pilha. Os eletrodos
são de zinco (negativo) e de carbono (positivo).
2. Pilhas úmidas: são assim chamadas, porque os eletrodos de cobre e zinco
são colocados dentro de uma solução ácida, básica ou salina.
3. Pilhas Secas Alcalinas: semelhante a pilha seca comum, possui as
seguintes: sua mistura eletrolítica que contém hidróxido de potássio ou de
sódio (bases), ao invés de cloreto de amônio (sal ácido), e o ânodo é feito de
zinco altamente poroso, que permite uma oxidação mais rápida em relação ao
zinco utilizado na pilha seca comum.
As pilhas alcalinas fornecem voltagem de 1,5 V, e não são recarregáveis.
Comparando-as com as pilhas secas comuns, as alcalinas são mais caras,
mantêm a voltagem constante por mais tempo e duram 5 (cinco) vezes mais.
Isso ocorre porque o hidróxido de sódio ou potássio é melhor condutor eletrolítico,
resultando uma resistência interna da pilha muito menor do que na pilha comum e
o meio básico faz com que o eletrodo de zinco sofra um desgaste mais lento,
comparado com as pilhas comuns que possuem um caráter ácido.
4. Pilha Recarregável uma pilha convencional é descartada quando sua carga
acaba ou fica em nível insuficiente de energia (“fraca”). Com uma pilha
recarregável, basta utilizar um aparelho adequado para que sua carga de
energia seja restabelecida. Com isso, a pilha pode ser utilizada novamente.
É importante frisar que uma pilha (ou bateria) convencional não pode ser
recarregada. Embora haja aparelhos para isso, a composição química desse tipo
de pilha não é preparada para recargas. Como conseqüência, pode acontecer
vazamentos (e intoxicações oriundas), mau-funcionamento do dispositivo e até
explosões! As pilhas recarregáveis são capazes de receber recarga, porém não
de maneira infinita. A validade padrão dessas pilhas depende de se u tipo e do
seu bom uso.
Tipos de Pilha Recarregável: O mercado oferece 3 (três) tipos de pilhas
recarregáveis maiscomuns (já existem outros): NiCd, NiMH e LiIon.
1. NiCd (Nickel Cadmium): também chamadas de Níquel Cádmio, esse é o tipo de
pilha recarregável que surgiu primeiro. São aplicadas principalmente em telefones
sem fio, walkie-talkies, equipamentos médicos, ferramentas elétricas. As baterias
de NiCd podem sofrer de um problema chamado "efeito memória". Quando isso
ocorre, a pilha deixa de ser carregada totalmente, porque sua composição
química dá sinal de que a carga está completa. O efeito memória acontece
quando resíduos de carga na pilha induzem a formação de pequenos blocos de
cádmio. A melhor maneira de evitar o problema é não fazer recargas quando a
bateria está parcialmente descarregada. É melhor esperar até a pilha
descarregue a ponto de não conseguir mais utilizá-la em seu aparelho, para então
recarregá-la. As pilhas NiCd estão cada vez mais em desuso, pois além do efeito
memória, de terem menor capacidade e menor tempo de vida útil, esse tipo de
bateria é muito poluente, já que o cádmio é um elemento químico altamente tóxico
e prejudicial ao meio ambiente.
2. NiMH (Níquel-Metal Hydride): também denominadas de Níquel Metal Hidreto,
mais utilizadas em telefones celulares, câmeras digitais, notebooks câmeras
digitais, ou aparelhos eletrônicos que consomem sempre muita energia, as
pilhas NiMH são o tipo mais usado atualmente, pois oferecem maior capacidade,
maior tempo de vida, suportam mais recargas se comparado ao NiCd
(dependendo do fabricante, isso pode não ser verdadeiro) e são menos
poluentes, já que não utilizam materiais pesados, como o cádmio. Outra
vantagem desse tipo é a não existência do efeito memória. Com capacidades de
120mAh e 3000mAh (Panasonic).
3. LiIon (Lithium Íon): também conhecido como Lítio Íon, alta densidade de
energia combinada com um peso muito reduzido faz desta bateria a fonte ideal de
energia para câmeras fotográficas e para placa mãe. Baterias que usam esse
padrão são as mais vantajosas, pois possuem tempo de vida útil maior e podem
ter maior capacidade de carga, porém são mais caras e é difícil encontrar pilhas
nos formatos AA e AAA com essa tecnologia. Com capacidades de 750mAh e
1300mAh.
Pilhas falsas
Com o uso crescente de pilhas recarregáveis, a indústria pirata não se limitou a
falsificar pilhas convencionais. Dependendo do lugar, é muito mais fácil achar
baterias falsas do que verdadeiras. O motivo de tamanha distribuição é a oferta por
um preço bem mais em conta.
As pilhas falsificadas, sejam elas convencionais ou recarregáveis, podem trazer
transtornos. Esse tipo de pilha deve ser evitado, entre outros, pelos seguintes
motivos:
ü Freqüentemente possui menos capacidade do que informa a embalagem;
ü Utiliza tecnologia inferior à anunciada, por exemplo, NiCd ao invés de
NiMH;
ü Pode ter qualidade inferior e vazar mais facilmente;
ü Pode possuir tempo de vida útil mais curto que o normal.
Os falsificadores de pilhas se mostram muito habilidosos nessa "arte". Mesmo
assim, é possível descobrir quando uma pilha é falsa observando uma série de
características. Por exemplo, é comum piratas anunciarem que uma pilha AA tem
3600 mAh quando, na verdade, o máximo que já se conseguiu (até o fechamento
deste artigo) é 2600 mAh.
Por isso, é recomendável comprar pilhas em lojas ou sites renomados. Na dúvida,
você pode entrar em contato com um fabricante ou distribuidor oficial para saber
quais estabelecimentos ou sites vendem o produto. Pode ser um pouco mais caro
adquirir o original, mas ao menos você não estará comprando "gato por lebre".
COMPOSIÇÃO QUÍMICA DAS BATERIAS
Algumas das baterias mais utilizadas hoje:
1. Chumbo-Ácido: é a bateria mais econômica quando o problema do peso
pode ser desprezado. É bastante usada em equipamentos hospitalares,
cadeira de rodas elétricas, luz de emergência e no-breaks.