En esta oportunidad te traemos un articulo muy completo ne el cual reseñaremos la importancia de las baterías, su definición, y sus diferentes tipos, para que estés al tanto de estos vitales componentes en los dispositivos de hoy en día todo esto te lo reseñaremos a continuación:
¿Que son las pilas?
La definición de una pila consiste en que es un dispositivo a través del cual un proceso químico activa ciertos componentes en la misma lo que hace que se convierta en energía eléctrica por medio de un procedimiento químico transitorio. Toda la energía en las pilas esta contenida en sus componentes químicos y una vez conectada a un dispositivo esta empieza a consumirse lentamente hasta que se agota definitivamente la energía, es por ello que deben ser reemplazadas, esta es la principal diferencia que posee con las baterías debido a que en una pila existe un proceso irreversible de conversión química, así que al agotarse es imposible que se vuelvan a recargar de energía, también es diferenciable que las pilas mantienen su carga eléctrica aunque pasen años a diferencia de las baterías sí les es posible recobrar su carga al suministrarles una fuente de corriente eléctrica y sufren de autodescarga, es decir, pueden perder energía con el paso del tiempo, como por ejemplo un tercio de su potencia en un mes.
Tipos de pilas existentes
Existen una gran cantidad de tipos de pilas en el mercado que se diferencian ya sea por su figura o su composición, las combinaciones de estos elementos son de lo mas numerosas.
Esta gran numero de modelos existentes de pilas hacen que podamos no encontrar la que estamos buscando y la que se adapte a las necesidades que exige el dispositivo electrónico, podemos encontrarnos en la situación de no saber que tipo de pilas estamos buscando, por lo que conviene que conozcamos bien los distintos tipos que existen.
En este apartado intentaremos desglosar todos los tipos de pilas o las mas comunes que existen en el mercado, dentro de las que sen encuentran baterías para todo tipo de aparato electrónico dentro de las que se encuentran los siguientes modelos:
Pilas no recargables
Este tipo de pila están diseñadas y fabricadas para solo usarse una sola vez, por lo cual no pueden volver a ser cargadas de ninguna forma, hacer esto resultaría muy peligroso para el usuario ya que la pila podría explotar. Hay una gran variedad de tamaños, diseños y composición química diferente, los cuales bajo ningún concepto se deberán intentar recargar, dentro de las mas comunes se encuentran:
Cilíndricas:
Este tipo de pilas como lo dice su nombre son de forma cilíndrica y poseen varios tipos de diseño que se adaptan a determinados productos, estas se pueden dividir en los siguientes tipos:
Alcalinas:
Los tipos de pilas alcalinas son unas de las mas generalizadas dentro de las pilas no recargables. Este tipo de pila se caracteriza por utilizar el zinc como ánodo y a su vez el dióxido de manganeso (MnO2) como el cátodo, esta configuración se encuentra en todas las pilas cilíndricas en el mercado.
Debido a que estas pilas obtienen la energía gracias a la reacción química de estos dos elementos es muy conveniente que se mantengan a una temperatura que no sobrepase los 25 ºC. Cuando las temperaturas son altas se acelera el proceso químico en la pila mientras que las bajas ralentizan estas reacciones, minimizando así la pérdida de potencia con el paso de los días.
No es recomendable meterlas en la nevera para poder ralentizar los procesos químicos, esto es una advertencia que hacen los fabricantes de estas pilas, debido a que pueden resultar dañadas. Ahora bien, los tipos de pilas alcalinas más comunes de forma cilíndrica son los siguientes:
- AA: Su código es LR6/15A miden 50 mm y tienen un diámetro de 14,2 mm mientras su voltaje es de 1,5 V
- AAA: Su código es LR03/ 24A miden 44,5 mm y tienen un diámetro de 10,5 mm mientras su voltaje es de 1,5 V
- AAAA: Su código es LR61 /25A miden 42,5 mm y tienen un diámetro de 8,3 mm mientras su voltaje es de 1,5 V
- C: Su código es LR14 /14A miden 46 mm y tienen un diámetro de 26 mm mientras su voltaje es de 1,5 V
- D: Su código es LR20/13A miden 58 mm y tienen un diámetro de 33 mm mientras su voltaje es de 1,5 V
- N: Su código es LR1 /910A miden 33,2 mm y tienen un diámetro de 12 mm mientras su voltaje es de 1,5 V
- A23: Su código es 8LR932 /1811A miden 28,5 mm y tienen un diámetro de 1o,3 mm mientras su voltaje es de 12 V
La única pila que se diferencia en su voltaje es la A23. Esta es comunmente usada en los controles para los garajes.
A veces puede pasar que los fabricantes creen sus propios nombres para que cuando compres un juguete o aparato recurras directamente a su marca. Es el caso de los tipos de pila duracell E90 de E, un nombre que usa la marca pero que en realidad se trata de un modelo N o LR1 (fabricado por muchas otras marcas).
Salinas:
Este tipo de pila salina, o pilas fabricadas en zinc-carbono, se encuentran cada vez mas descontinuadas. Estas son mucho mas baratas que las pilas alcalinas, sin embargo también poseen menor poder. Puede ser que sean convenientes para algunos usos, sin embargo siempre son mas factibles las pilas alcalinas.
Cuando adquiramos unas pilas es importante mencionar que en el código de las mismas sabremos si es alcalina o salina. En el caso de la pila AA, si es salina aparecerá el código precedido de una “R” (R6), pero si es alcalina aparecerán las letras “LR” (LR6), dentro de esta categoría se encuentran:
- AA: Su código es R6/15D miden 50 mm y tienen un diámetro de 14,2 mm mientras su voltaje es de 1,5 V
- AAA: Su código es R03/24D miden 44,5 mm y tienen un diámetro de 10,5 mm mientras su voltaje es de 1,5 V
- C: Su código es R14 /14d miden 46 mm y tienen un diámetro de 26 mm mientras su voltaje es de 1,5 V
- D: Su código es R20 /13D miden 58 mm y tienen un diámetro de 33 mm mientras su voltaje es de 1,5 V
- N: Su código es R1 /910D miden 30,2 mm y tienen un diámetro de 12 mm mientras su voltaje es de 1,5 V
Litio:
Existen varios tipos de pilas las cuales entre sus componentes incorporan litio. Este tipo de pila se caracterizan por tener una autodescarga relativamente baja; si estas se mantienen a una temperatura de unos 20 grados estas pueden tener una autodescarga de un 1% anual
Ademas del ultimo punto, estas pilas pueden operar en temperaturas muy diversas. Son capaces de hacer sus funciones en un rango de -30 ºC hasta los 70 ºC , claro esta, las temperaturas pueden variar en cada diseño). Son pilas de litio no recargables intentar hacerlo puede conllevar un riesgo a su seguridad.
A pesar de que las baterías suelen llevar litio en sus componentes y se pueden recargar, no quiere decir que todo lo que incorpore este elemento químico pueda hacer la recarga.
Estas pilas tienen un alto almacenamiento de energía por lo cual son muy convenientes para el uso en aplicaciones de alta tecnología y dispositivos de un consumo de energía elevado. Estas son las tres composiciones que existen que incorporan litio en las pilas:
- Disulfuro de Hierro-Litio: En las pilas que disponen las características químicas de disulfuro de hierro-litio el código IEC incorporará las letras FR y el código ANSI saldrá LF. Algunos de estos ejemplos serian: AA → IEC: FR6 → ANSI: 15LF/AAA → IEC: FR03 → ANSI: 24LF pueden mantener el mismo voltaje que las alcalinas y las salinas: 1,5 voltios
- Litio-cloruro de tionilo: De igual manera se pueden encontrar pilas compuestas de Litio-cloruro de tionilo (Li-SOCl2). Existen varios desarrolladores que las fabrican y se diferencian de otras pilas porque su voltaje es de 3,6 Voltios, esto la hace una pila de un voltaje elevado y es por eta razón que hay que tener cuidado con el uso que se le van a dar a las mismas, ya que debido a su gran voltaje no se pueden utilizar como repuesto para pilas del mismo tamaño, debido a que podrían dañar los dispositivos.
- Dióxido de Manganeso-Litio: Por ultimo las pilas que se componen de Dióxido de Manganeso-Litio (Li-MnO2) son la tercer composición química de pilas no recargables que presentan litio en sus componentes. En este caso su voltaje es equivalente a 3 voltios.
Rectangulares
De las pilas rectangulares podemos decir que son mucho menos comunes que las pilas cilíndricas, pero esto no quiere decir que no se utilicen, estas pilas se caracterizan por poseer un voltaje bastante elevado, por lo cual solo están destinadas a ciertos aparatos eléctricos, son de mayor tamaño y presentan diferentes voltajes, por encima de los 4,5 voltios, dentro de sus tipos podemos encontrar:
Alcalinas:
Estos tipos de pilas son fácilmente identificables porque contienen las siglas “LR” en el nombre del producto, por lo que podemos saber de manera sencilla si se trata o no de una pila alcalina, dentro de los tipos de pila rectangular alcalina podemos encontrar los siguientes:
Pila de petaca: Esta pila posee el codigo 3LR12 y la misma posee una longitud de 67 mm un ancho de 62 mm y un espesor de 22 mm, posee una potencia de 4,5 voltios
PP3: Esta pila posee el codigo 6LR61 y la misma posee una longitud de 48,5 mm un ancho de 26,5 mm y un espesor de 17,5 mm, posee una potencia de 9 voltios
Pila de linterna: Esta pila posee el codigo 4LR25 y la misma posee una longitud de 115 mm un ancho de 68,2 mm y un espesor de 68,2 mm posee una potencia de 6 voltios
Salinas:
Las pilas rectangulares de composición salina son más difíciles de encontrar ya que están siendo despasadas por las alcalinas , sin embargo se pueden encontrar estos modelos aun vigentes:
- PP6: Esta pila posee el codigo 6F50-2 y la misma posee una longitud de 69,9 mm un ancho de 34,5 mm y un espesor de 34,5 mm posee una potencia de 9 voltios.
- PP9: Esta pila posee el codigo 6F100 y la misma posee una longitud de 80,2 mm un ancho de 65,1 mm y un espesor de 51,6 mm posee una potencia de 9 voltios
Litio:
En cuanto a las pilas rectangulares no recargables pueden ser también del componente de litio, tanto con composición de Dióxido de Manganeso-Litio como Cloruro de Tionilo-Litio. y al igual que los diseños anteriores todas son de 9 voltios, por lo cual se recomienda usar estas pilas en dispositivos de alto consumo energético para garantizar una mejor distribución de la energía.
De Boton
Este tipo de pilas tienen una particularidad la cual es su tamaño, suelen ser muy pequeñas, las pilas de botón se usan generalmente para poder alimentar los pequeños dispositivos electrónicos como lo son los relojes, audífonos y otros equipos electrónicos como láser. Para estas pequeñas pilas también existen una serie de composiciones químicas que las diferencian unas de otras, entre las cuales podemos destacar las siguientes:
Alcalinas:
Existen diferentes clases de pilas alcalinas de botón, estas generalmente poseen un voltaje de 1,5 voltios, lo cual es bastante voltaje a comparación de su tamaño e por ellos que a continuación te presentaremos algunos modelos con sus medidas:
- LR54: Esta pila cuenta con un diámetro de 11,6 mm y una altura de 3,0 mm también se le conoce como pila GP189, V10GA
- LR44: Esta pila cuenta con un diámetro de 11,6 mm y una altura de 5,4 mm también se le conoce como pila A76, 1166A, V13GA
- LR43: Esta pila cuenta con un diámetro de 11,6 mm y una altura de 4,2 mm también se le conoce como pila GP186, 1167A, V12GA
- LR9: Esta pila cuenta con un diámetro de 15,6 mm y una altura de 5,95 mm también se le conoce como pila PX625A, V625U
Litio:
Ahora bien, con las pilas de botón compuestas por litio el voltaje de incrementa significativamente a los 3 Voltios. Estas pilas tienen la característica de ofrecer una larga vida útil por lo cual son muy duraderas y son ideales para dispositivos de carga alta intermitentes, como todas las pilas de litio, puede trabajar en un alto rango de temperaturas, desde las mas bajas hasta la mas altas.
de estas pilas pueden encontrarse solo dos composiciones que incorporan litio, cuyos nombres varían de la siguiente forma:
- El prefijo IEC “CR” denota química de Dióxido de Manganeso-Litio. Desde LiMnO2
- El prefijo “BR” indica una celda de Monofluoruro de Policarbonato-Litio.
También se pueden encontrar pilas de botón que estén fabricadas con Cloruro de Tionilo-Litio Tadiran. En este caso algunos modelos posee en su etiqueta el prefijo TL y el principal tópico es que tienen un voltaje de 3,6 Voltios.
Este tipo de pila se pueden usar en distintas aplicaciones como lo son el montaje de PCB , y en medidores de suministro de agua, gas y electricidad. Su vida útil es verdaderamente impresionante ya que supera los 10 años.
Óxido de plata:
Este modelo de pilas tiene como característica una buena resistencia frente a las los golpes y a la vibración, y tienen un funcionamiento mejorado en cuanto a la descarga que las pilas alcalinas. Su rendimiento en temperaturas muy inferiores es muy bueno, y presentan una tensión eléctrica es de 1,55 voltios.
Células de aire zinc:
Este tipo de pila de botón es utilizada comúnmente para audífonos y debido su pequeño tamaño pueden incorporar una lengüeta de plástico para facilitar poder facilitar su inserción en los aparatos electrónicos en las cuales van instaladas. Su tensión es generalmente de 1,4 voltios, alguna de las variedades de estas pilas son las siguientes:
- PR70: El codigo de esta pila es 7005ZD puede alcanzar un diámetro de 5,8mm puede alcanzar una altura de 3,6mm
- PR48 : El codigo de esta pila es 7000ZD puede alcanzar un diámetro de 7,9mm puede alcanzar una altura de 5,4mm
- PR41: El codigo de esta pila es 7002ZD puede alcanzar un diámetro de 7,9mm puede alcanzar una altura de 3,6mm
- PR44: El codigo de esta pila es 7003ZD puede alcanzar un diámetro de 11,6mm puede alcanzar una altura de 5,4mm
Pilas para cámara
Estas son pilas diseñadas específicamente para el uso de las cámaras fotográficas o de video, estas tienen la particularidad que son fabricadas en litio, en cuanto a su diseño, estas pilas no tienen siempre la misma figura por lo que puede existir diferencias entre ellas. En ocasiones son cilíndricas, sin embargo hay alternativas en las que aparecen como un conjunto de dos pilas unidas. Su composición es de Dióxido de Manganeso-Litio (LiMnO2), entre los tipos de pilas para cámara de litio se encuentran las siguientes:
- CR123A: El código que encontraras en el empaque de estas pilas es CR17345 /5018LC poseen una longitud de 34.5 mm y un diámetro aproximado de unos 17 mm su voltaje total es de 3 voltios.
- CR2: El código que encontraras en el empaque de estas pilas es CR17355 /5046LC poseen una longitud de 27.5 mm y un diámetro aproximado de unos 15,6 mm su voltaje total es de 3 voltios.
- 2C5R: El código que encontraras en el empaque de estas pilas es 2CR5 /5032LC poseen un ancho de 34 mm y un espesor aproximado de unos 17 mm su voltaje total es de 6 voltios.
- CR-P2 : El código que encontraras en el empaque de estas pilas es CR-P2/ 5024LC poseen un ancho de 35 mm y un espesor aproximado de unos 19 mm su voltaje total es de 6 voltios.
- CR-V3 : El código que encontraras en el empaque de estas pilas es 5047LC/LF poseen un ancho de 28,5 mm y un espesor aproximado de unos 14,15 mm su voltaje total es de 3 voltios.
Pilas recargables
En cuanto a este otro grupo de tipos de pilas recargables, las cuales en realidad deberían ser llamadas baterías, pueden tener un precio mayor que las pilas convencionales no recargables, estas tienen como principal diferencia la posibilidad de poder recibir una carga externa mediante un cargador, por lo cual una vez agotadas pueden recuperar su energía rápidamente, en cuanto a los tipos de pilas recargables se encuentran los siguientes:
Bateria NiCd
Estas baterías están constituidas en su interior de níquel y cadmio estas cada vez son mas dificiles de encontrar ya que se consideran obsoletas y cada vez más en desuso. Ademas de esto, tienen la desventaja de tener un elemento contaminante como es el cadmio, estas baterías también poseen el llamado efecto memoria que pueden producir que su capacidad de carga se vea disminuida si no se recargan de manera correcta.
Es por esto que las baterías de tipo NiMH son mas eficientes y buscadas por los usuarios, las que más popularidad tienen. No obstante las baterías de NiCd no son inferiores en todas sus caracteristicas, ya que poseen una durabilidad de unos 2000 ciclos de carga y descarga lo cual es bastante significativo, valor que no pueden alcanzar ni las de NiMH ni las de Li-ion.
Baterias NiMH
El modelo de batería NiMH, al contrario que las de NiCd, Estas no presentan el efecto memoria que reduce su carga significativamente. Además de esto, la densidad energética de esta batería es mejor que la anterior. Dos factores son muy significativos en estas baterías que las dejan en muy buen lugar con respecto a las otras, sin embargo también tienen claros aspectos negativos que reseñaremos a continuación.
Su taza de autodescarga es bastante alta por lo que si dura sin usarse un periodo de tiempo la batería se descargara automáticamente, es por ello que se aconseja su uso en objetos con periodos extensos de duración de energía como por ejemplo los mandos a distancia. Además de lo anterior, la velocidad con la cual estas reciben su carga es mucho mas lenta que en las baterías NiCd, debido a su mayor resistencia de los componentes en su interior. Esta resistencia puede provocar que estas baterias aumenten mucho de temperatura por lo cual se recomienda no sobrecargarlas.
Otro punto que debes saber, es que debes comprar un cargador adecuado para esto, debido a que si adquieres un cargador que sobrecaliente la batería podrías ocasionar que esta se dañe, inclusive pudiendo hacer que estas exploten con gases que son tóxicos, por lo que es recomendable interrumpir el paso de corriente una vez este completamente cargada la batería.
Li-ion
Las baterías de litio son unas de las mas comunes en nuestra vida diaria, esto es porque dotan de energía a todos los teléfonos móviles. Este es un tipo de batería muy frecuente en dispositivos electrónicos por lo que también se pueden encontrar en distintos tipos de pilas convencionales.
La principal característica de estas baterías es que tienen una condensación energética muy superior comparandolas con las baterías de NiCd y NiMH y también son mucho más ligeras que estas ultimas. Esto las convierte en mejores baterías recargables del mercado, no obstante también tienen puntos negativos los cuales son la autodescarga rapida y la tendencia a abultarse
El precio de estas baterías son muy superiores a las demás pilas recargables y su durabilidad en ciclos no alcanza a las baterías de NiCd y NiMH. Eso sí, su tasa de autodescarga es baja.
Ventajas de las pilas
El uso de pilas o baterías trae consigo muchas ventajas en nuestra cotidianidad, ya que anteriormente a su invención no existía manera de poder mantener un equipo electrónico en uso sin desconectarlo de un enchufe o fuente de energía, por lo cual limitaba la portabilidad de los mismos, estas son unas de las ventajas que trae en los usuarios utilizar pilas
- Usos cotidianos: Estas se usan muy frecuentemente en todos los ambitos de la vida diaria y en la cotidianidad de las personas, es por ello que su desaparición implicaría que una enorme cantidad de aparatos y dispositivos electrónicos fueran completamente inútiles en todos los sentidos.
- Informática: Las pilas y baterías son muy importantes para funcionamiento y normal desarrollo de la gran mayoría de dispositivos electrónicos como por ejemplo los controles remotos, celulares, relojes, cámaras, juguetes, dispositivos médicos, en fin, están en todos lados, y no sólo la utilización de equipos que son de uso regular, como ya lo mencionamos antes.
- Salud: Los marcapasos por ejemplo, son dispositivos electrónicos que envían un choque eléctrico cuando el corazón tiene un ritmo descontrolado, por lo cual necesitan pilas de alta duración para poder funcionar correctamente, sin estas, el dispositivo es inutilizable.
Desventajas de las pilas
El uso de estas pilas también traen algunas desventajas en cuanto a su funcionamiento, las cuales se pueden resumir en los siguientes
- Coste: Es bien sabido que la corriente eléctrica que es generada a través de las pilas es unas 450 veces más costosa que la utilizada en una red de cableado domestico.
- Fin de ciclo: Cuando se agota la vida útil de la pila esta queda totalmente inútil, y el desecho que genera puede ser toxico para el medio ambiente, por lo cual es una desventaja para el entorno.
- Eliminación: Al terminarse el ciclo de la batería estas son desechadas en vertederos especiales, por lo cual estos sitios son altamente contaminados por los desechos de las pilas.
- Mercurio: Este material toxico hace parte de la composición de la pila, es especialmente toxico para los humanos, porque produce que se acumule una cantidad peligrosa más que nada en la médula ósea y en el cerebro, esto tiene como consecuencia negativa que se dañen medio y largo plazo distintos tejidos cerebrales o el sistema nervioso central.
¿Como funciona una pila?
Todas la categorías dentro los tipos de las pilas electricas de poseen de 2 estructuras que son denominadas simplemente como semipilas o electrodos, estos componentes hacen interconexion entre si a través de un puente de solución salina que esta formado por ion nitrato y ion potasio. Cada uno de esos componentes internos de la pila esta compuesto por un metal y una solución de una sal en la que se encuentran los iones del composición metálica.
Por medio de un mecanismo para crear la energía el cual se llama REDOX (Reducción – Oxidación) puede crearse una corriente eléctrica. Esto se genera gracias a que en una de las semipilas que es el ánodo se realiza la llamada oxidación ya que las composiciones metálicas ceden electrones y estos quedan cargados positivamente. Después de esta fase estos electrones ya mencionados empiezan a fluir a través del cable conductor todo esto para que sea posible que la carga se transfiera a la otra semipila que tiene el nombre de cátodo, es aquí donde empieza a producirse el proceso inverso al anterior, la reducción. Esta reducción básicamente consta de la absorción de los electrones por parte del metal que queda cargado negativamente, es por ello que a través de este simple pero efectivo proceso de oxido-reduccion se genera toda la electricidad proveniente de la pila.
Después de esta completa guía, ya estamos bien informados de todo lo referente a las pilas y baterías, su uso, los diferentes tipos que existen, los pro y los contra de las mismas y como funcionan, así que si deseas saber o seguir leyendo artículos similares a estos te recomendamos Conocer el Dispositivo de Almacenamiento Masivo o también Conocer el interesante manejo del multímetro sigue nuestros artículos para que aprendas mas sobre aditamentos tecnológicos, gracias por leernos.