Batería de plomo del automóvil

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Objetivos:

1.  Explicar la acción electroquímica de la batería de plomo del automóvil.
2. Identificar las partes de la batería y explicar su estructura.
3. Explicar el voltaje de carga de la batería y los efectos de la temperatura y el estado de carga en el voltaje de carga.
4. Definir varios métodos para clasificar la batería.
5. Explicar los factores que afectan la vida de la batería.

FUNCIONES PRINCIPALES DE LA BATERIA

1. Activar el motor de arranque
2. proporcionar corriente y energía para el encendido, para la computadora del motor y sistemas de control de combustión durante el arranque.
3. Actuar como estabilizador de voltaje, o reserva eléctrica, para todo el sistema eléctrico del vehículo.
4. Proporcionar energía a las luces y los accesorios cuando el motor esta detenido.
5. Proporcionar energía reserva cuando las demandas eléctricas del automóvil excedan la entrega del sistema de carga.
6. Proporcionar la energía eléctrica de reserva en caso de que falle el sistema de carga.

El motor térmico de un vehículo necesita para su puesta funcionamiento, que el motor de arranque le haga girar a un mínimo de revoluciones para que se produzca la ignición de la mezcla.

La energía necesaria para hacer funcionar el motor de arranque, la proporciona la batería.

Además, cuando el motor térmico está detenido o gira a baja r.p.m., el generador no es capaz de producir la energía necesaria para alimentar a los diferentes servicios del sistema eléctrico del vehículo, la batería tiene que aportar esta energía.

Se entiende por acumulador todo elemento capaz de almacenar energía para ser utilizada posteriormente. Los acumuladores eléctricos transforman la energía que reciben de la fuente de alimentación o generador eléctrico en energía química, que almacenan en su interior, la cual durante el proceso de descarga, de una forma reversible transforma la energía química en energía eléctrica.

Clasificación De Los Acumuladores.

• Acumuladores De Plomo y Ácido.
• Acumuladores De Ferro-Níquel, Cadmio Níquel

En cuanto a la forma de almacenaje las baterías pueden ser secas y húmedas.

La diferencia entre una y la otra. La batería seca se construye con las placas y se les da una carga inicial y se les extrae el ácido se proceden a secar las placas luego se arman y  sellan al vació. Para ponerlas en funcionamiento solo Basta agregar el ácido y completar la carga de la batería a carga lenta. Estas baterías están químicamente inactivas, y solo vuelven a funcionar cuando se les saca el sello y se le agrega el ácido.

Las baterías húmedas se construyen con el ácido en su lugar y estas empiezan a funcionar en ese instante luego la duración puede verse afectada por el lapso en que se demoran en venderla que les resta vida útil de funcionamiento.

Baterías sin mantenimiento.-a estas baterías no es necesario agregarles nunca agua. Estas baterías salen de la fábrica con la cantidad de agua necesaria, no siendo preciso agregarles más a lo largo de su vida. Poseen un pequeño orifico de ventilación para la salida de los gases.

La razón es que no requieran agua de por vida es que las rejillas de las placas están construidas de una aleación de plomo especial que reduce grandemente la emisión de gases. Los gases proceden de la descomposición del agua en hidrógeno y oxigeno. Así, al producirse menos gases, hay menor perdida de agua.

Componentes De Un Acumulador

Las baterías están formadas por un recipiente o monobloque de polipropileno o ebonita y debe tener una alta resistencia a los impactos así como a las temperaturas y vibraciones a que esta sometida.

En el caso del polipropileno tiene menor peso ahorra más espacio y tiene mejores características mecánicas y dieléctricas. El monobloque esta separado por compartimientos. Cada compartimiento de la batería esta separado uno del otro de manera que el electrolito no pueda comunicarse de un elemento a otro. Separados físicamente pero comunicados por medio de la corriente eléctrica.

La batería tiene unas divisiones o compartimentos que forman los elementos o vasos. En el interior de cada uno de los vasos hay una serie de placas constituidas por unas rejillas que sirven como soporte a la materia activa. Y como conductores de la corriente eléctrica además de distribuir la corriente eléctrica uniformemente por toda la placa.

Para su construcción se emplea una aleación de plomo y antimonio. El antimonio le da la rigidez pero también favorece la autodescarga.

 Las placas del acumulador pueden ser positivas y  negativas diferenciándose entre sí por su color o su materia activa.

La materia activa de las placas positivas se denomina peróxido de plomo. Y tiene un color rojizo.

La materia activa de las placas negativas se denomina plomo esponjoso le da un color gris.

En su construcción las placas negativas y las positivas están entrelazadas unas con otras con interposición entre ellas por unos separadores.

Separadores

Su finalidad es la impedir el contacto físico de las placas de distinta polaridad, para evitar que se produzcan cortocircuitos y se fabrican de un material micro poroso para permitir el paso libre del electrolito de una placa a otra.

CONSTRUCCIÓN DE LA BATERÍA

Conexión entre vasos.- los vasos están conectados en serie de manera que sus voltajes se sumen. Sus conexiones se realizan mediante gruesa conexiones de plomo aplicado a los terminales de los mismos.

Tapones de ventilación.- las baterías no están exentas de mantenimiento, las tapas de los vasos tienen tapones de ventilación el objeto es permitir la comprobación del estado de carga. Este tipo de batería pierde agua al cargarse. Una parte se evapora otra sé y convierte en gases. Los tapones de ventilación  están provistos de orificios a través de los cuales pueden escapar los gases. Dichos tapones pueden quitarse para la comprobación del estado de la batería.

Una batería tiene una placa más negativa que una positiva por razones de aprovechamiento de la actividad de la placa positiva

Las placas están conectadas en paralelo para incrementar la corriente eléctrica y en serie con otro vaso para incrementar su voltaje.

Cada vaso tiene una diferencia potencial de 2 voltios.

Construir una batería con sus componentes.

Formación Del Electrolito

Para que las placas puedan generar energía eléctrica es necesario que se encuentren sumergidas en electrolito, ya que suministra el sulfato, que al combinarse con la materia activa produce una reacción química necesaria para generar dicha energía.

El electrolito actúa como conductor de la corriente eléctrica entre la placa positiva y la negativa, a través de los separadores.

Para formar el electrolito se emplea ácido sulfúrico con una densidad de 1830 con agua destilada y desmineralizada. En una proporción del 37 % de ácido y el 63 % de agua.

Densidad de preparación 1300

Funcionamiento De La Batería diferentes condiciones de carga

Batería cargada

Cuando una batería esta cargada, la materia activa de las placas positivas es peróxido de plomo y la de las negativas plomo esponjoso. El electrolito es ácido sulfúrico disuelto en agua destilada cuya densidad es 1280

Batería descargándose

Cuando conectamos una lámpara entre los bornes de la batería, se obtiene una corriente eléctrica que circula desde el borne positivo al negativo a través de la lámpara cerrándose el circuito por el interior de la batería a través del electrolito. El paso de la corriente produce la disociación del ácido sulfúrico que pasa a combinarse en las placas. En la positiva se combina con el peróxido de plomo, que se transforma en sulfato de plomo, el cual queda en esta placa, liberando oxigeno. En la placa negativa el plomo se combina con el ácido sulfúrico formándose sulfato de plomo liberándose hidrogeno, él oxigena con el hidrogeno se combinan para formar, agua con lo cual durante el proceso va quedando menos ácido y más agua en el electrolito, disminuyendo su densidad y más sulfato de plomo en las placas.

Acumulador descargado

Cuando el acumulador está descargado, la materia activa de las placas es en gran parte sulfato de plomo y el electrolito está constituido por una disolución de ácido sulfúrico cuya densidad ha disminuido.

Acumulador cargando

Si ahora conectamos un generador entre los bornes de la batería se establece una corriente de carga que va desde el generador hasta el borne positivo y de aquí al negativo a través del electrolito, cerrando el circuito con el borne negativo del generador. El paso de corriente, ahora es de sentido contrario al anterior, hace que en las placas se produzca la siguiente transformación: En la positiva, el sulfato de plomo se transforma en peróxido de plomo y, en la negativa, en plomo esponjoso. Ambas placas ceden ácido sulfúrico al electrolito, con lo que la densidad de este aumenta. Al final del proceso de carga se produce la electrólisis del agua y se desprenden burbujas de oxigeno en la positiva y hidrogeno en la negativa.

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