las pilas

Las Pilas


Una pila eléctrica es un dispositivo que convierte energía química en energía eléctrica por un proceso químico transitorio, tras de lo cual cesa su actividad y han de renovarse sus elementos constituyentes, puesto que sus características resultan alteradas durante el mismo. Se trata de un generador primario. Esta energía resulta accesible mediante dos terminales que tiene la pila,llamados polos, electrodos o bornes. Uno de ellos es el polo positivo o ánodo y el otro es el polo negativo o cátodo .
La estructura fundamental de una pila consiste en dos electrodos, metálicos en muchos casos, introducidos en una disolución conductora de la electricidad o electrolito

Principios de funcionamiento


La pila Cu-Ag, un ejemplo de reacción redox.
Aunque la apariencia de cadauna de estas celdas sea simple, la explicación de su funcionamiento dista de serlo y motivó una gran actividad científica en los siglos XIX y XX, así como diversas teorías.
Las pilas básicamente son dos electrodos metálicos sumergidos en un líquido, sólido o pasta que se llama electrolito. El electrolito es un conductor de iones.
Cuando los electrodos reaccionan con el electrolito, en uno delos electrodos (el cátodo) se producen electrones (oxidación), y en el otro (ánodo) se produce un defecto de electrones (reducción). Cuando los electrones sobrantes del cátodo pasan al ánodo a través de un conductor externo a la pila se produce una corriente eléctrica.
Como vemos, en el fondo, se trata de una reacción de oxidación y otra de reducción que se producen simultáneamente.Características, propiedades y forma de utilización de las pilas

Voltaje
El voltaje, tensión o diferencia de potencial que produce un elemento electroquímico o celda electroquímica viene determinado completamente por la naturaleza de las sustancias de los electrodos y del electrolito, así como por su concentración. Walther Nernst obtuvo el premio Nobel de química de 1920 por haber formuladocuantitativamente y demostrado las leyes que rigen este fenómeno. La conexión de elementos en serie permite multiplicar esta tensión básica cuanto se quiera.
Las propiedades puramente eléctricas de una pila se representan mediante el modelo adjunto. En su forma más sencilla está formado por una fuente de tensión perfecta —es decir, con resistencia interna nula— en serie con un resistor que representa laresistencia interna. El condensador de la versión más compleja es enormemente grande y su carga simula la descarga de la pila. Además de ello entre los terminales también aparece una capacitancia, que no suele tener importancia en las aplicaciones de corriente continua.


Símbolo de una pila (izquierda); modelo eléctrico simplificado (centro); modelo más elaborado (derecha)
Una vez fijada latensión, la ley de Ohm determina la corriente que circulará por la carga y consecuentemente el trabajo que podrá realizarse, siempre naturalmente que esté dentro de las posibilidades de la pila, que no son infinitas, viniendo limitadas fundamentalmente por el tamaño de los electrodos —lo que determina el tamaño externo de la pila completa— y por su separación. Estos condicionamientos físicos serepresentan en el modelo de generador como una resistencia interna por la que pasaría la corriente de un generador ideal, es decir, de uno que pudiese suministrar una corriente infinita al voltaje predeterminado.
Conforme la célula se va gastando, su resistencia interna va aumentando, lo que hace que la tensión disponible sobre la carga vaya disminuyendo, hasta que resulte insuficiente para los finesdeseados, momento en el que es necesario reemplazarla. Para dar una idea, una pila nueva de las ordinarias de 1,5 V tiene una resistencia interna de unos 0,35 Ω, mientras que una vez agotada puede tener varios. Esta es la razón de que la mera medición de la tensión con un voltímetro no sirva para indicar el estado de una pila; en circuito abierto incluso una pila gastada puede indicar 1,4 V, dada...