Batería a base de limones

Batería eléctrica.

Lorenzana Ramírez Ana Fernanda, Barragán Ramírez Adrián, Carrisosa Sosa Fatima, Domínguez Gorostieta José Pablo, García Domínguez Kevin Angelo.

Universidad Autónoma del Estado de Morelos.

Escuela de Estudios Superiores de Xalostoc.

Av. Nicolás Bravo S/N, Parque Industrial de Cuautla, Ayala, Morelos, C.P. 62715, México.

alphysics.esc@gmail.com

Resumen.

        Se realizó una experimentación dentro de las instalaciones de la Escuela de Estudios Superiores de Xalostoc, para su realización, se construyó un dispositivo experimental, este cumplía con la función de ser una batería. Los propósitos de este experimento fueron, crear una batería a base de limones, lograr encender un Diodo Emisor de Luz y generar una diferencia de potencial equivalente a 9V o superior. La finalidad de llevar a cabo esto, fue comprender el funcionamiento de una batería, su composición, la generación de energía eléctrica, los dos tipos de conexiones existentes (serie y paralelo) y observar lo que sucedía con las variables de diferencia de potencial y corriente eléctrica cuando se conectaban de forma diferente entre ellas.

Se obtuvo que, al estar conectadas en serie, la diferencia de potencial se incrementaba, mientras que la corriente eléctrica conservaba su magnitud; para el caso de la conexión en paralelo, la corriente incrementaba, y la diferencia de potencial se conservaba. Fue necesaria la construcción de varias baterías, para lograr encender el diodo, así como para generar 9V.

Introducción

El potencial eléctrico se define como la energía potencial por unidad de carga, esta es representada por la letra V, sus unidades de medida son los Voltios, en honor a Alessandro Volta, quien fuera el inventor de la pila (batería) Voltaica en el año de 1800. El potencial V se define en cualquier punto de un campo eléctrico como la energía potencial (U) por unidad de carga, asociada con una carga de prueba en un punto en cuestión. La diferencia de potencial es el trabajo realizado por la fuerza eléctrica, cuando esta se desplaza de la posición “a” a la posición “b”, de forma general, el potencial no depende de la carga de prueba, sino de las cargas que generan el campo, y se mide entre un punto en particular y el referente cero (generalmente es el planeta).

Alessandro Volta llegó a pensar que la fuente de electricidad se encontraba o dependía del contacto entre diferentes metales, descubrió que un material conductor al encontrarse húmedo, este era más efectivo, esto permitió descubrir que ciertas combinaciones entre metales producían un mayor efecto que otras, de esta manera, también encontró que el carbono podía sustituir a ciertos elementos metálicos, esto se muestra en la ilustración 1.

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Ilustración 1. Serie electroquímica de los elementos.

        El experimento de Volta consistió en colocar un disco de zinc, un trozo de tela humedecido en una solución salina o en ácido diluido, y otro disco de plata, como se puede observar en la ilustración 2. De este modo fue que inventó la primera pila eléctrica.

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Ilustración 2. Pila de Volta.

        Una batería produce electricidad, porque transforma la energía química almacenada dentro de ella. En su interior, cuentan con dos placas o varillas de metales distintos llamadas electrodos, los cuales se encuentran sumergidos en una solución llamada electrolito, esto se observa en la ilustración 3.

[pic 3]

Ilustración 3. Constitución de una batería eléctrica.

El electrolito generalmente es ácido diluido, este provoca que el electrodo de zinc se disuelva, entrando a la solución como un ion positivo, de tal modo que obtiene una carga negativa. Esta carga va quitando electrones del electrodo de carbón, haciendo que este se cargue positivamente, de este modo, al tener dos cargas diferentes, se obtiene la diferencia de potencial entre los dos polos o terminales, este depende del material del que estén hechos los electrodos, así como de su capacidad relativa para disolverse y ceder electrones.

La conexión en serie de baterías, consiste en conectar una de las terminales negativas con una positiva, y su diferencia de potencial se suma. Esto se muestra en el diagrama 2.

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Diagrama 1. Conexión de baterías en serie.

        La conexión en paralelo de baterías, consiste en conectar las terminales con las otras de su misma polaridad, de este modo, su diferencia de potencial se mantiene. Esto se observa en el diagrama 2.

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Diagrama 2. Conexión de baterías en paralelo.

        Un Diodo Emisor de Luz (Light Emitting Diode) son componentes electrónicos (diodos semiconductores) capaces de emitir luz cuando una corriente eléctrica transita por ellos. Su electroluminiscencia se da cuando, estimulados por una diferencia de potencial directo en sus terminales, las cargas eléctricas (tanto positivas como negativas) son atraídas a la zona de conjunción, donde se combinan ente sí, dando como resultado la liberación de fotones. Estos componentes tienen una cierta polaridad, dentro de ellos, se encuentra un distintivo triangular, este es la terminal negativa (ánodo), mientras que la otra será la positiva. Esto se muestra en la ilustración 4.

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