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Copy of ACUMULADORES

ELECTRO
by

juan camilo cordoba gonzalez

on 5 September 2012

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Transcript of Copy of ACUMULADORES

ACUMULADORES FUNCIONAMIENTO Está basado esencialmente en un proceso reversible llamado reducción-oxidación ,es decir, un proceso cuyos componentes no resulten consumidos ni se pierdan, sino que meramente cambian su estado de oxidación, que a su vez puedan retornar al estado primero en las circunstancias adecuadas. Estas circunstancias son, en el caso de los acumuladores, el cierre del circuito externo, durante el proceso de descarga, y la aplicación de una corriente, igualmente externa, durante la carga.
Un acumulador es, así, un dispositivo en el que la polarización se lleva a sus límites alcanzables, y consta, en general, de dos electrodos, del mismo o de distinto material, sumergidos en un electrolito. Dispositivo que almacena energía eléctrica, usando procedimientos electroquímicos y que posteriormente la devuelve casi en su totalidad; este ciclo puede repetirse por un determinado número de veces. Se trata de un generador eléctrico secundario; es decir, un generador que no puede funcionar sin que se le haya suministrado electricidad previamente mediante lo que se denomina proceso de carga. EFECTO MEMORIA

Es un efecto en el que en cada recarga se limita el voltaje o la capacidad (a causa de un tiempo largo, una alta temperatura, o una corriente elevada), reduciendo la capacidad de almacenar energía, al crearse cristales en el interior de la batería. Baterías de plomo-ácido Ventajas Carga Caracteristicas TIPOS Ventajas Desventajas Características Baterías de iones de litio (Li-ion) Características Baterías alcalinas de manganeso Composición Desventajas Características Caracteristicas Baterías de níquel-hierro (Ni-Fe) Carga Ventajas Está constituida por dos electrodos de plomo, de manera que, cuando el aparato está descargado, se encuentra en forma de sulfato de plomo (II) (PbSO4) incrustado en una matriz de plomo metálico (Pb); el electrólito es una disolución de ácido sulfúrico. Durante el proceso de carga inicial, el sulfato de plomo (II) se reduce a plomo metal en el polo negativo (cátodo), mientras que en el ánodo se forma óxido de plomo (IV) (PbO2).

No se libera hidrógeno, ya que la reducción de los protones a hidrógeno elemental está cinéticamente impedida en la superficie de plomo, característica favorable que se refuerza incorporando a los electrodos pequeñas cantidades de plata.

El desprendimiento de hidrógeno provocaría la lenta degradación del electrodo, ayudando a que se desmoronasen mecánicamente partes del mismo, alteraciones irreversibles que acortarían la duración del acumulador. Bajo coste
Fácil fabricación Desventajas No admiten sobrecargas ni descargas profundas, viendo seriamente disminuida su vida útil.
Altamente contaminantes.
Baja densidad de energia: 30 Wh/kg
Peso excesivo, al estar compuesta principalmente de plomo; por esta razón su uso en automóviles eléctricos se considera poco lógico. Su uso se restringe por esta razón a aplicaciones estacionarias, además de para automóviles, para el arranque, también como fuentes de alimentación ininterrumpidas para equipos médicos. El ánodo se compone de cajas perforadas delgadas de acero niquelado que contienen polvo de óxido ferroso (FeO). El electrólito es alcalino, una disolución de un 20% de potasa cáustica (KOH) en agua destilada. Los electrodos no se disuelven en el electrolito, las reacciones de carga/descarga son completamente reversibles y la formación de cristales de hierro preserva los electrodos por lo cual no se produce efecto memoria lo que confiere a esta batería gran duración. Bajo coste
Fácil fabricación
Admite sobrecargas, repetidas descargas totales e incluso cortocircuitos sin pérdida significativa de capacidad
No es contaminante, no contiene metales pesados y el electrolito diluido se puede usar en aplicaciones agrícolas.
Muy larga vida útil, algunos fabricantes hablan de mas de 100 años de esperanza de vida en los electrodos y 1.000 ciclos de descarga 100% en el electrolito.3 El electrolito se debe cambiar cada 20 años según instrucciones de uso redactadas por el propio Edison.4
Compuesta de elementos abundantes en la corteza de la tierra (hierro, níquel, potasio)
Funciona en un mayor rango de temperaturas, entre -40ºC y 46ºC Desventajas Es demasiado duradera y poco lucrativa para un sistema monetario basado en el consumo cíclico y la obsolescencia programada. Elas pilas alcalinas y baterías alcalinas (una batería es un conjunto de varias celdas electroquímicas individuales) son un tipo de pilas eléctricas desechables o no recargable que obtienen su energía de la reacción química entre el zinc y el dióxido de manganeso (Zn/MnO2), empleando hidróxido de potasio como electrolito. El ánodo es de zinc amalgamado y el cátodo es un material polarizador compuesto con base en dióxido de manganeso, óxido de mercurio (II) mezclado íntimamente con grafito, y en casos raros, óxido de plata Ag2O

a fin de reducir su resistividad eléctrica. El electrólito es una solución de hidróxido potásico (KOH), el cual permite que no se tengan descargas internas y la energía pueda ser acumulada durante mucho tiempo.
Este tipo de pilas no pueden superar la cantidad de 0,025% de mercurio. Este tipo de baterías presenta algunas desventajas:
Una pila alcalina puede contaminar 175.000 litros de agua, que llega a ser el consumo promedio de agua de toda la vida de seis personas.
Una pila común, también llamada de zinc-carbono, puede contaminar 3.000 litros de agua.
Zinc, manganeso (Mn), bismuto (Bi), cobre (Cu) y plata (Ag): Son sustancias tóxicas, que producen diversas alteraciones en la salud humana. El zinc, manganeso y cobre son esenciales para la vida, en cantidades mínimas, y tóxicos en altas dosis, el bismuto y la plata no. Baterías de níquel-cadmio (Ni-Cd) Utilizan un cátodo de hidróxido de níquel y un ánodo de un compuesto de cadmio. El electrolito es de hidróxido de potasio.

Voltaje proporcionado: 1,2V
Densidad de energía: 50 Wh/Kg
Capacidad usual: 0.5 a 1.0 Amperios (en pilas tipo AA)
Efecto memoria: Muy Alto Esta configuración de materiales permite recargar la batería una vez está agotada, para su reutilización. Admiten un gran rango de temperaturas de funcionamiento. Su densidad de energía es de tan sólo 50 Wh/kg, lo que hace que tengan poca capacidad. Admiten sobrecargas, se pueden seguir cargando cuando ya no admiten mas carga, aunque no la almacena. Baterías de níquel-hidruro metálico (Ni-MH) Caracteristicas Utilizan un ánodo de hidróxido de níquel y un cátodo de una aleación de hidruro metálico. No admiten bien el frío extremo, reduciendo drásticamente la potencia eficaz que puede entregar.
Voltaje proporcionado: 1,2V
Densidad de energía: 80 Wh/Kg
Capacidad usual: 0.5 a 2.8 Amperios (en pilas tipo AA)
Efecto memoria: bajo Voltaje proporcionado:
- A Plena carga: Entre 4.2V y 4.3V dependiendo del fabricante
- A carga nominal: Entre 3.6V y 3.7V dependiendo del fabricante
- A baja carga: Entre 2,65V y 2,75V dependiendo del fabricante (este valor no es un límite, se recomienda).
Densidad de energía: 115 Wh/Kg
Capacidad usual: 1.5 a 2.8 Amperios (en pilas tipo AA)
Efecto memoria: muy bajo Baterías de polímero de litio Son una variación de las baterías de iones de litio (Li-ion). Sus características son muy similares, pero permiten una mayor densidad de energía, así como una tasa de descarga bastante superior. Estas baterías tienen un tamaño más reducido respecto a las de otros componentes. Su tamaño y peso las hace muy útiles para equipos pequeños que requieran potencia y duración, como manos libres bluetooth. Conexión de baterias.

Disponemos de tres formas de conectar un grupo de baterias entre sí. En serie, en paralelo o una conexión mixta serie-paralelo. Dependiendo como lo hagamos, incrementaremos la tensión total, la capacidad o las dos. Conexión en serie. Conexión en paralelo Conexión mixta Con este tipo de conexión, incrementamos el voltaje total. Con este tipo de conexión,
incrementamos la capacidad total Con este tipo de conexión,
incrementamos la capacidad total
y la tensión total. CAPACIDAD diremos que es la cantidad de electricidad contenida en ella
y que podemos aprovechar para entregar corriente a una
carga durante un cierto tiempo.
Se la simboliza con la letra “C”.

La unidad que se utiliza en la práctica es el Amperio hora,
que se abrevia Ah. 1 Ah = 3600 Coulomb. conocido como tensión o diferencia de potencial, es la presión que una fuente de suministro de energía eléctrica o fuerza electromotriz ejerce sobre las cargas eléctricas o electrones en un circuito eléctrico cerrado. De esta forma, se establece el flujo de una corriente eléctrica. voltaje o tension
Un acumulador se define por su tensión nominal y por la cantidad de electricidad capaz de suministrar. Características eléctricas de las baterías
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