Las baterías alimentan todo, desde teléfonos hasta automóviles, lo que las hace esenciales en la vida diaria. Sin embargo, la energía de la batería varía. Comprender el voltaje es crucial al elegir entre diferentes baterías. Exploremos qué es el voltaje, cómo medirlo y las reacciones químicas involucradas.
¿Qué es el voltaje de la batería?
El voltaje de la batería es la diferencia de potencial eléctrico entre los terminales positivo y negativo de una batería. Representa la presión que empuja a los electrones de un punto a otro.
Puede visualizar esto como un resorte comprimido dentro de la batería, donde una mayor compresión se correlaciona con una mayor energía potencial cuando se libera. Esta característica es esencial para determinar la potencia de salida de una batería, el voltaje necesario para los dispositivos y el estado de carga.
Otra analogía es la presión del agua en una manguera: el voltaje empuja el agua a través de la manguera (corriente), medida en amperios. Los diferentes sistemas eléctricos requieren diferentes voltajes: 12-48 voltios para sistemas de baja CC hasta 110 V o 220 V para aplicaciones residenciales de CA. Los voltajes más altos empujan más electricidad a través de los cables; Piense en lo potente que puede ser una corriente de agua a alta presión.
Si bien los voltajes más bajos (menos de 50 voltios) son generalmente seguros según los estándares de OSHA, las corrientes eléctricas de voltajes más altos que se encuentran en redes residenciales y líneas eléctricas pueden ser peligrosas.
¿Qué crea el voltaje de la batería?
Las baterías constan de un ánodo, cátodo, electrólitoy separador. El ánodo es el lado negativo y suele estar hecho de zinc, litio, grafito o platino. El cátodo es el extremo positivo y suele contener metales oxidantes como el óxido de litio o el óxido de cobre.
Los electrones no pueden fluir libremente entre el ánodo y el cátodo; sin embargo, cuando se conectan mediante un conductor, los electrones se mueven del ánodo al cátodo, generando voltaje.
¿Cuál es la diferencia entre voltaje y corriente?
El voltaje y la corriente están estrechamente relacionados pero tienen características distintas.
- El voltaje mide la energía potencial eléctrica por unidad de carga, mientras que la corriente representa la tasa de flujo de electrones.
- El voltaje se mide en voltios (V) y la corriente en amperios (A).
- Voltaje, denotado por “V,” impulsa la corriente dentro de un circuito, mientras que la corriente, denotada por “I,” Significa el flujo de electrones.
- El voltaje se considera independiente del circuito, mientras que la corriente está influenciada por la resistencia del circuito.
¿Cómo se mide el voltaje de la batería?
Medir el voltaje de la batería es fundamental para determinar su estado de carga.
El mejor método es utilizar un multímetro: conecte la sonda roja al terminal positivo y la sonda negra al terminal negativo, luego tome la lectura.
¿Qué es el voltaje normal?
El voltaje normal de una batería depende de su tipo y reacción química. Las baterías con reacciones de oxidación-reducción más favorables producen voltajes más altos. Por ejemplo, la batería de un automóvil suele medir alrededor de 12,6 voltios, mientras que una batería AAA mide alrededor de 1,5 voltios.
Es fundamental hacer coincidir el voltaje correcto para evitar dañar los componentes electrónicos o la batería.
Voltajes de plomo-ácido frente a voltajes de baterías de iones de litio
El voltaje de la batería varía según el nivel de carga. Una batería completamente cargada entrega un voltaje más alto que una que está baja o vacía. Este fenómeno, conocido como pérdida de voltaje, depende del tipo de batería.
Las baterías de plomo-ácido tradicionales experimentan mayores caídas de voltaje que las baterías de litio. Las baterías de litio, con su tecnología avanzada, tienen más densidad energética y se ven menos afectadas por Ley de Peukert.
Una batería de plomo-ácido de 12 voltios proporciona aproximadamente 12,7 voltios cuando está completamente cargada y 11,6 voltios al 20% de su capacidad. En comparación, una batería de litio proporciona 13,6 voltios cuando está completamente cargada y 12,9 voltios al 20% de su capacidad.
¿Es peligroso el voltaje de la batería?
De acuerdo a OSHA, el voltaje de la batería no se considera peligroso hasta que supere los 50 voltios. El cuerpo humano generalmente puede soportar hasta 50 voltios de descarga sin sufrir daños, ya que los brazos y las piernas tienen una resistencia de al menos 500 ohmios. Esta resistencia evita que la corriente letal llegue al corazón en la mayoría de los casos.
Sin embargo, los voltajes superiores a 50 voltios pueden convertir el cuerpo en un conductor, lo que plantea riesgos graves que incluyen quemaduras, fracturas de huesos, pérdida de audición, lesiones oculares, paro cardíaco y la muerte. Incluso 10 miliamperios a través del corazón pueden alterar su conductividad eléctrica y provocar arritmias mortales; por lo tanto, todos los voltajes superiores a 50 voltios se consideran peligrosos.
¿Por qué es importante el voltaje de la batería?
El voltaje de la batería es importante porque indica cuánta energía puede suministrar una batería, lo que ayuda a determinar el voltaje requerido para los componentes electrónicos y su estado de carga. Sin medir el voltaje de la batería, sería imposible utilizar las baterías de forma segura.
