Como funciona la batería de un automóvil

¿Cómo funciona la batería de un automóvil?

Los automóviles tienen una batería de plomo y acido, se denomina así porque dentro hay placas de plomo sumergidas en acido, lo cual crea una reacción química que libera energía y proporciona voltaje y corriente, de esto podemos deducir que la batería almacena energía química pero no electricidad, pero debemos tener en cuenta que dicha energía química se convierte en electricidad cuando la necesitamos. También se caracteriza por ser recargable, ya que al suministrarle electricidad mediante un alternador podemos invertir la reacción química y recargar la batería, gracias a esto funciona el motor y también los sistemas de ayuda a la conducción.

Si comparamos estas baterías con las pilas alcalinas domésticas, hay una diferencia enorme en la cantidad de corriente que proporcionan, durabilidad, capacidad de almacenamiento y el voltaje proporcionado.

La batería se usa primero para arrancar el motor y lo hace suministrando electricidad al motor de arranque, este motor acciona un engranaje junto a una polea, haciéndolo girar para que gire el cigüeñal que enciende el motor de combustión, luego el engranaje se desengancha y el motor de arranque funciona por sí mismo. El motor de arranque proporciona muchísima fuerza, así que el motor de arranque consume mucha corriente, esto hace que el almacenamiento de energía de la batería se agote y tenemos que recargarla. Conectado al motor por engranajes hay un alternador, que al girar genera electricidad y esta vuelve a la batería para recargarla, esto sucede mientras el motor está funcionando, pero también proporciona energía para sistemas como la iluminación y los equipos de música. En caso de que se exceda la capacidad del alternador, la batería proporcionara la energía faltante, haciendo que se agote nuevamente la batería. En caso de que el motor se apague, el alternador deja de girar y la energía de la batería brindara toda la energía eléctrica del automóvil hasta que se agote

Partes de una bateria

Tenemos a la caja que sostiene a todos los componentes internos, en la parte superior tenemos a la placa de plástico que tiene al terminal positivo y negativo.Al interior la caja esta dividida en 6 camaras rectangulares de plástico separadas, también llamadas celdas, cada una de las celdas genera 2,1 voltios de corriente directa; cada celda está conectada en serie, el lado positivo se conecta con el negativo  que nos da un total de 12,6 voltios. Cada celda está conectada por 2 placas de plomo soldadas a través de la pared de plástico, de este modo la corriente fluye a través de las celdas desde el positivo al negativo por convención, pero realmente los electrones fluyen desde el negativo al positivo. Las 2 placas de la celda están conectadas por debajo a un numero de láminas de plomo, las cuales están formadas por estructuras cuadriculadas que maximizan el área de la superficie, están recubiertas por una pasta de óxido de plomo, siendo este lugar donde se produce la reacción química, la pasta absorbe un poco de líquido electrolítico que mejora el rendimiento de la bateria y mientras más grande sea la placa mayor corriente proporcionará, pero con el mismo voltaje;los materiales y el numero de cuadriculas determinan el voltaje generado en cada celda.La cuadricula mantiene la pasta en su lugar para asegurar la distribución uniforme de la corriente, además transporta los electrones a un circuito.La placa negativa es el anodo y esta hecha de plomo puro con aditivos para la fortaleza y resistencia a la corrosión.La placa positiva es el catodo y esta hecha de oxido de plomo,están hechas de materiales distintos para formar reacciones quimica y liberar electrones.Si las placas positivas y negativas entran en contacto se produciría un cortocircuito, por ello colocamos cada placa positiva en una cubierta separadora,este material permite que los iones fluyan sin que las placas entren en contacto directo; la placa positiva y negativa se colocan entre sí con un pequeño espacio entre cada placa. Luego la cámara se llena con un liquido electrolítico de acido sulfúrico y agua. Para entenderlo debemos saber algunos conceptos relacionados a la electricidad, actualmente se conocen tipos de electricidad, la CD(corriente directa) que obtenemos de las baterías, en este caso los electrones son empujados a una dirección; el otros tipo es CA(corriente alterna) que es la que se obtiene de las tomas de corriente, en este caso los electrones son empujado hacia adelante y hacia atrás.Cuando mezclamos ciertos materiales se pueden producir reacciones química, durante las reacciones los atomos pueden fusionarse o separarse y los electrones pueden ser absorbidos o liberados.Cuando hablamos de ion nos referimos al nombre de un atomo que tiene una cantidad desigual de protones y electrones, y carga neutra cuando tienen misma cantidad de protones y electrones;si tiene más electrones que protones se llama ion negativo, si tiene mas protones que electrones se llama ion positivo.Para simplificar, colocaremos una celda con un catodo(oxido de plomo) y un ánodo (plomo puro) sumergidos en liquido electrolítico(1/3 acido sulfúrico y 2/3 agua) obteniéndose una reacción química, la terminal positiva  del catodo va a reaccionar con el sulfato del electrolito formándose una capa de sulfato de plomo en el terminal del catodo, luego un ion de oxigeno es expulsado del catodo hacia el electrolito,después estos iones de oxigeno se combinaran con los iones de hidrogeno para formar agua, al mismo tiempo los atomos de plomo reaccionan con el sulfato para formar una capa de sulfato de plomo, en esta reacción se liberan 2 electrones y se acumulan en el anodo, de esta manera hay una diferencia de cargas y podemos medirlas con un multímetro, después pondremos un cable entre los terminales para que los electrones fluyan a través de este y lleguen al terminal positivo.Sin embargo este proceso no dura eternamente, los químicos requeridos para la reacción se agotara, el ácido se diluye y debilita, y una cantidad de sulfato de plomo recubre los electrodos, esto conlleva a que la reacción sea más difícil de realizar. Afortunadamente esta reacción puede invertirse al suministrar electricidad a la batería por medio del alternador, de esta manera los electrones entran por la terminal negativa y vuelven a unirse con el sulfato de plomo liberando el sulfato en el electrolito para dejar solo el plomo en la placa negativa, los iones de sulfato entran en el electrolito y se combinan con los iones de hidrogeno para liberar los iones de oxígeno y así el ácido del electrolito se fortalece, los iones de oxigeno se combinan con el plomo para crear oxido de plomo y así libera el sulfato de nuevo en el electrolito haciendo incluso más fuerte. Si dejamos que una batería se descargue por demasiado tiempo o veces, se hace más difícil revertir la reacción;además, la capa de sulfato podría desprenderse de los electrodos y acumularse al fondo de la batería, asi no se produciría la reacción, por lo que debería ser reparada o reemplazada.Para verificar que no esté fallando usaremos un multímetro y nos debería dar un valor de alrededor de 12,6 voltios, si nos da un valor menor a 12 V significa que la batería esta fallando.Cuando arrancamos el coche el voltaje caera porque el motor de arranque esta jalando mucho corriente y el voltaje caera a 11V, en caso de que caiga a menos de 10V significa que la batería esta fallando, una vez que el motor este funcionando el alternador debería estar generando electricidad y deberíamos ver un voltaje alrededor de los 14V, esto para forzar a los electrones a volver a entrar e invertir la reaccion

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