Cómo Funciona Una Pila. Lo Que Debes Saber de Este Genial Invento.

Las pilas eléctricas o también conocidas como baterías eléctricas es la configuración industrializada de la celda voltaica o galvánica. Es fundamental para entender cómo funciona una pila eléctrica que a diferencia de las baterías las pilas no son recargables, aunque según algunos contextos en varios países los términos pueden confundirse o intercambiarse a continuación se va a describir en este artículo las pilas no recargables.

Que es y Cómo Funciona Una Pila.

Por un proceso químico transitoria la pila es un dispositivo que convierte energía química en energía eléctrica, las la cual termina su actividad y se han de renovar los elementos que la constituye ya que durante el mismo proceso sus características resultan alteradas. Lo fundamental en la pila es un generador primario. Mediante dos terminales que la pila contiene resulta accesible esta energía, denominados bornes, electrodos o polos. Uno de ellos es el polo positivo conocido también como ánodo mientras que el otro es el polo negativo o llamado cátodo.

Consiste en dos electrodos la estructura fundamental de una pila, estos en muchos casos son metálicos, incluidos en una disolución conductora del electrolito o de la electricidad. Este líquido o pasta “electrolito” es un excelente conductor de iones.

Cuando reaccionan con el electrolito los electrodos, el ánodo, uno de los electrodos se produce electrones o sea oxidación, mientras en el otro, el cátodo se produce un defecto de electrones conocido como reducción. Cuando pasan al cátodo los electrones sobrantes del ánodo mediante un conductor externo a la pila se genera una corriente eléctrica. Como se puede notar se trata de una reacción de oxidación y otra de reducción que simultáneamente se producen.

Aunque el aspecto de cada una de las celdas sea simple, dista de serlo la explicación de su funcionamiento la cual motivo a una gran labor científica en el siglo XIX y XX, así como también las diversas teorías.

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Historia de la Primera Pila.

Fue llamada pila voltaica la primera pila eléctrica, ya que fue dada a conocer por Alessandro Antonio Volta en el año 1800 por medio de una carta que envió al presidente de la Royal Society de Londres. El invento de Volta se trataba de una serie de discos en pares apilados de cobre y de zinc, a veces también de plata. Los cuales por trozos de cartón se encontraban separados uno de otros, o por fieltros impregnados de salmuera, aproximadamente median unos 3 cm de diámetro. Cuando se crea una unidad de medida para la diferencia de potencial, se usó el voltio, esto precisamente en honor de Volta.

Se sabe que suministraba una tensión cada uno de esos elementos de 0,75 V. aunque no se conocía para entonces ningunos de esos conceptos. Permitía aumentar a voluntad la tención su apilamiento conectados en series, esto también es otro descubrimiento que se atribuye a Volta.

Constituía una novedad absoluta, la cual gozó de un éxito inmediato muy bien merecido, ya que dio inicio a la nueva era eléctrica en la actualmente vivimos, al permitir el estudio experimental con precisión de la electricidad, rebasando las enormes limitaciones que presentaban para entonces los generadores electroestáticos, que hasta el momento era lo único que existía.

Inmediatamente se comenzaron a hacer las pilas en toda Europa y en Estados Unidos, multitudes de pruebas con distintos líquidos, configuraciones nuevas como también nuevos metales, esto para conseguir tratar de mejorar las característica del aparato original, cosa que se consiguió pocas veces, pero que logró generar una infinidad de distintos tipos de pilas, las cuales solo queda memoria de los más notables.

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La Diferencia de Potencial.  

La tensión, diferencia de potencial o voltaje que una celda electroquímica o un elemento electroquímico produce, viene determinado por la naturaleza de las sustancias del electrolito y de los electrodos, así como también por su concentración. Por haber formulado cuantitativamente y también demostrado las leyes que gobiernan este fenómeno obtuvo el premio Nobel de Química de 1920, Walther Nernst.

Permite multiplicar esta tensión básica cuanto te requiera, gracias a la conexión de elementos en serie. En lo que respecta a las propiedades que representa una pila, se denotan las siguientes características en su forma más sencilla; está formado por una perfecta fuente de tensión, es decir que posee resistencias internas nulas, con su resistor en serie que representa la resistencia interna. En lo que respecta al condensador de la versión más compleja muy grande y simula su carga la carga de la pila. También parece además de ello, entre sus terminales una capacitancia, que en las aplicaciones de corriente continua no suele tener importancia.

Una vez posicionada la tención la ley de Ohn diagnostica la corriente que circula por la carga, y congruentemente el trabajo que podría realizarse, claro está, siempre que se mantenga dentro de las posibilidades de la pila, que obviamente no son infinitas, sino que más bien por el tamaño de los electrodos están limitadas fundamentalmente, lo que precisa el tamaño externo de la pila completa, y por la separación de la misma.

Se presentan en el mundo del generador estos condicionamientos físicos como una resistencia interna por donde un generador ideal pasaría la corriente, es decir, de uno que una corriente infinita pudiese suministrar al voltaje predeterminado.

Pilas Alcalinas de Manganeso.

Con un contenido que ronda el 0,1 % de mercurio, es una pila alcalina en formato de versión mejorada, en la que el conductor iónico cloruro de amonio se ha sustituido por hidróxido de potasio, de aquí proviene el nombre de alcalina. Es de acero el recipiente de la pila, y la distribución de cinc y del dióxido de manganeso o dióxido de manganeso, es la opuesta, situándose ahora en polvo el cinc, en el centro.

Es mayor la cantidad de mercurio empleada para regular la descarga, le confiere mayor duración esto, mejor rendimiento y más constancia en el tiempo. Su precio por el contrario es más elevado. Suministra también una fuerza electromotriz de 1,5 V. Se suele utilizar en los aparatos de mayor consumo como: juguetes de motor, grabadoras portátiles, flashes electrónicos, entre otros.

El Medio Ambiente y las Pilas.

Pueden resultar perjudiciales para el medio ambiente los metales los productos químicos y metales constituyentes de las pilas, produciendo contaminación química, un ejemplo es el envenenamiento por mercurio. Es muy importante saber que no es conveniente tirarlas a la basura, esta acción no está permitida en algunos países, más bien se llevan a centros de reciclados de pilas y baterías. También en ciertos países, la gran mayoría de proveedores y también tiendas se hacer cargo de las pilas ya gastadas.

Si las envolturas metálicas que recubre la pila se dañan, se liberan las sustancias químicas causando al medio ambiente contaminación. Con un grado menor o mayor esto es referente al tipo de sustancias, las cuales son adsorbidas por la tierra, pudiéndose estas filtrar hacia las capas freáticas, y pueden pasar de estas directamente a los seres vivos, entando de esta forma a la cadena alimentaria, como ejemplo se tiene, la presencia de mercurio en peses.

Indican estudios especializados que una micro pila de mercurio, podría llegar a contaminar 600000 litros de agua, una de dióxido de plata 14000 litros y una cinc-aire 12000 litros.

Si ya se sabe cómo funciona una pila se puede saber que clase químicos contiene y llegan a ser residuos peligrosos, por lo que desde el instante en el que se empiezan a reunir se deben manipular con mucho cuidado, especialmente por un personal capacitado que lleve las instrucciones al pie de la letra de como manipularlas. De no tener esta precaución de lo contrario se  puede sufrir diversas intoxicaciones.

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