Electricidad y Electrónica

El cobre es el material más utilizado por la industria eléctrica y electrónica por su movimiento aleatorio de electrones que adquieren la energía térmica del ambiente sin presencia de fuerzas externas.

Conceptos Básicos

Voltaje: flujo de carga que se establece solo mediante una presión externa derivada de la energía que una masa por virtud de su posición. Por lo tanto, el voltaje es la energía necesaria para mover una cantidad determinada de carga y generar la corriente.

Corriente: es el flujo de cargas eléctricas a través de un conductor, como un cable de metal. Este flujo de cargas eléctricas, generalmente electrones, se debe a la variación de potencial eléctrico (voltaje) entre dos puntos y se denomina amperios (A).

CC: flujo de electrones constante y en una dirección.

CA: el flujo de electrones cambia de dirección periódicamente.

Tipos de Pilas y Baterías

Pila

Dispositivo que convierte energía química en energía eléctrica en una serie de reacciones químicas en su interior. Son una fuente de energía portátil que se utiliza para alimentar una amplia variedad de dispositivos eléctricos.

Componentes de una Pila

Ánodo: Es el electrodo donde se produce la oxidación, es decir, donde los electrones salen del electrodo y entran en el circuito externo.

Cátodo: Es el electrodo donde se produce la reducción, es decir, donde los electrones entran al electrodo desde el circuito externo.

Electrolito: Es la sustancia que contiene iones libres que pueden moverse para permitir la conducción de corriente eléctrica.

Baterías Multi-ion

Son baterías recargables que contienen más de un tipo de ion durante su funcionamiento. Los procesos de carga y descarga involucran el transporte de múltiples iones entre el electrolito y los electrodos. Además, se pueden utilizar diversos tipos de iones, lo que les otorga ventajas sobre otras, como mayor capacidad y densidad de energía.

• Ventajas (V): Alta capacidad de energía. Costo relativamente bajo. Robustez.
• Desventajas (D): Peso y tamaño. Mantenimiento. Impacto ambiental.

Pilas de Plomo-Ácido

También conocidas como baterías de plomo-ácido, son un tipo de batería recargable que utiliza placas de plomo y dióxido de plomo, sumergidas en una solución de ácido sulfúrico como electrolito, para almacenar y proporcionar energía eléctrica.

• V: Capacidad de energía. Seguridad. Costo y disponibilidad.
• D: Compatibilidad de material. Ciclo de vida. Desempeño consistente.

Pilas de Mercurio

Son un tipo de batería que utilizaba el mercurio como uno de sus componentes principales. Sin embargo, debido a preocupaciones ambientales y de salud, su uso ha sido ampliamente descontinuado en muchos países y está prohibido en varios lugares debido a la toxicidad del mercurio y sus efectos negativos en el medio ambiente.

• V: Estabilidad de voltaje, larga vida útil, uso a temperatura elevada.
• D: Toxicidad del mercurio, impacto ambiental, alternativa más segura.

Pilas de Litio

Pequeñas celdas de energía que utilizan litio como su elemento químico principal. Son capaces de almacenar y liberar energía eléctrica mediante el flujo de electrones entre sus dos electrodos (cátodo y ánodo). Son comúnmente utilizadas en dispositivos electrónicos de menor tamaño, como relojes, calculadoras y audífonos.

• Alta densidad de energía
• Diseño compacto
• Mayor voltaje
• Mayor estabilidad de voltaje
• Larga vida útil
• Baja tasa de auto descarga
• Amplio rango de temperatura

Las pilas de litio son un tipo de batería que utilizan el litio como uno de sus componentes principales. Hay varias subcategorías dentro de las pilas de litio, pero todas comparten el uso del litio en algún aspecto de su diseño.

• V: Alta densidad de energía, larga vida útil y baja tasa de auto descarga.
• D: Costo, seguridad, sensibilidad térmica.

Pilas de Níquel-Hidruro Metálico (NiMH)

Es un tipo de batería recargable que utiliza un ánodo de hidruro metálico y un cátodo de óxido de níquel. Su función es proporcionar energía eléctrica a dispositivos electrónicos portátiles. Las pilas NiMH son una alternativa más ecológica y eficiente que las pilas alcalinas no recargables, ya que duran más tiempo y se pueden recargar varias veces.

• V: Mayor capacidad de energía, ecológicas, menor efecto memoria, disponibilidad.
• D: Auto descarga, ciclo de vida, sensibilidad a la temperatura, carga lenta.

Pilas de Calcio

También conocidas como pilas de carburo de calcio, son dispositivos electroquímicos que generan electricidad a partir de la reacción entre el calcio y el oxígeno. Estas pilas funcionan mediante un proceso en el que el calcio metálico reacciona con el agua para producir hidrógeno y óxido de calcio, liberando energía en forma de electricidad en el proceso. Aunque su uso ha disminuido con el tiempo debido a la disponibilidad de tecnologías de baterías más avanzadas, las pilas de calcio se utilizan principalmente en aplicaciones donde se requiere una fuente de energía compacta y de larga duración, como en linternas y faros de buceo.

• V: Mayor capacidad, recargables, menor auto descarga, alta densidad de energía.
• D: Costo inicial, sensible a la temperatura, tiempo de carga, compatibilidad limitada.

Pilas Alcalinas

Son un tipo común de batería desechable que utiliza un electrolito alcalino, generalmente hidróxido de potasio, para generar electricidad. Son ampliamente utilizadas en una variedad de dispositivos electrónicos de consumo debido a su confiabilidad y vida útil prolongada en comparación con otras baterías desechables.

• V: Larga vida útil, buena capacidad, amplia disponibilidad.
• D: No recargable, sensibilidad a la temperatura, auto descarga, impacto ambiental.