FISICA III

FUENTES DE FUERZAS ELECTROMOTRIZ

I.- PILAS:

Pila eléctrica, dispositivo que convierte la energía química en eléctrica. To las pilas consisten en un electrolito (que puede ser líquido, sólido o en pasta), un electrodo positivo y un electrodo negativo. El electrolito es un conductor iónico; uno de los electrodos produce electrones y el otro electrodo los recibe.
Al conectar los electrodosal circuito que hay que alimentar, se produce corriente eléctrica.
Las pilas en las que el producto químico no puede volver a su forma original una vez que la energía química se ha transformado en energía eléctrica (es decir, cuando las pilas se han descargado), se llaman pilas primaria voltaicas. Las pilas secundarias o acumuladores son aquellas pilas reversibles en las que el producto químicoque al reaccionar en los electrodos produce energía eléctrica, puede ser reconstituido pasando una corriente eléctrica a través de él en sentido opuesto a la operación normal de la pila.

Pilas primarias:
La pila primaria más común es la pila Leclanché o pila seca, inventada por el químico francés Georges Leclanché en la década de 1860. La pila seca que utiliza hoy es muy similar al inventooriginal. El electrolito es una pasta consistente en una mezcla de cloruro de amonio y cloruro de cinc. El electrolito negativo es de cinc, igual que el recipiente de la pila, y el electrodo positivo una varilla de carbono rodeada por una mezcla de carbono y dióxido manganeso. Esta pila produce una fuerza electromotriz de unos 1,5 voltios.

Otra pila primaria muy utilizada es la pila de cinc-óxido demercurio, conocida normalmente como batería de mercurio. Puede tener forma de disco pequeño se utiliza en audífonos, células fotoeléctricas y relojes de pulsera eléctricos electrodo negativo es de cinc, el electrodo positivo de óxido de mercurio: electrolito es una disolución de hidróxido de potasio. La batería de mercurio produce 1,34 V, aproximadamente.

La pila de combustible es otro tipo depila primaria. Se diferencia de las otras en que los productos químicos no están dentro de la pila, sino que suministran desde fuera.

Pila seca:
Los elementos funcionales de una pila seca son el electrodo negativo (el recipiente de cinc que alberga los materiales de la pila), el electrodo positivo varilla de carbono y la mezcla de carbono y dióxido de manganeso que la roe y el electrolito,una pasta de cloruro de amonio y cloruro de cinc situada en los dos electrodos. Esta pasta permite que se produzca una reacción química en la que están implicados los constituyentes de ambos electrodos, y que lugar a una corriente eléctrica al conectar los electrodos mediante un conductor.

Pilas secundarias:

El acumulador o pila secundaria, que puede recargarse invirtiendo la reacciónquímica, fue inventado en 1859 por el físico francés Gastan Planté. La pila de Planté era una batería de plomo y ácido, y es la que más se utiliza en la actualidad. Esta batería, que contiene de tres a seis pilas conectadas en serie, se usa en automóviles, camiones, aviones y otros vehículos. Su ventaja principal es que puede producir una corriente eléctrica suficiente para arrancar un motor; sin embargo,se agota rápidamente. El electrolito es una disolución diluida de ácido sulfúrico, el electrodo negativo es de plomo y el electrodo positivo de dióxido de plomo. En funcionamiento, el electrodo negativo de plomo se disocia en electrones libres e iones positivos de plomo. Los electrones se mueven por el circuito eléctrico externo y los iones positivos de plomo reaccionan con los iones sulfato delelectrolito para formar sulfato de plomo. Cuando los electrones vuelven a entrar en la pila por el electrodo positivo de dióxido de plomo, se produce otra reacción química. El dióxido de plomo reacciona con los iones hidrógeno del electrolito y con los electrones formando agua e iones plomo; estos últimos se liberarán en el electrolito produciendo nuevamente sulfato de plomo.

Un acumulador...