Le batterie alimentano qualsiasi cosa, dai telefoni alle automobili, rendendole essenziali nella vita quotidiana. Tuttavia, la potenza della batteria varia. Comprendere la tensione è fondamentale quando si sceglie tra batterie diverse. Esploriamo cos'è la tensione, come misurarla e le reazioni chimiche coinvolte.
Cos'è la tensione della batteria?
La tensione della batteria è la differenza di potenziale elettrico tra i terminali positivo e negativo di una batteria. Rappresenta la pressione che spinge gli elettroni da un punto all'altro.
Puoi visualizzarlo come una molla compressa all'interno della batteria, dove una maggiore compressione è correlata a una maggiore energia potenziale quando viene rilasciata. Questa caratteristica è essenziale per determinare la potenza in uscita di una batteria, la tensione necessaria per i dispositivi e lo stato di carica.
Un'altra analogia è la pressione dell'acqua in un tubo: la tensione spinge l'acqua attraverso il tubo (corrente), misurata in ampere. Diversi sistemi elettrici richiedono tensioni diverse: da 12-48 volt per sistemi a bassa corrente continua a 110 V o 220 V per applicazioni residenziali CA. Tensioni più elevate spingono più elettricità attraverso i cavi; pensa a quanto può essere potente un flusso d'acqua ad alta pressione.
Mentre le tensioni più basse (sotto i 50 volt) sono generalmente sicure secondo gli standard OSHA, le correnti elettriche a tensioni più elevate presenti nelle reti residenziali e nelle linee elettriche possono essere pericolose.
Cosa crea la tensione della batteria?
Le batterie sono costituite da un anodo, catodo, elettrolitae separatore. L'anodo è il lato negativo, tipicamente realizzato in zinco, litio, grafite o platino. Il catodo è l'estremità positiva e solitamente contiene metalli ossidanti come ossido di litio o ossido di rame.
Gli elettroni non possono fluire liberamente tra l'anodo e il catodo; tuttavia, quando collegati da un conduttore, gli elettroni si spostano dall'anodo al catodo, generando tensione.
Qual è la differenza tra tensione e corrente?
La tensione e la corrente sono strettamente collegate ma hanno caratteristiche distinte.
- La tensione misura l'energia potenziale elettrica per unità di carica, mentre la corrente rappresenta la velocità del flusso di elettroni.
- La tensione viene misurata in volt (V) e la corrente in ampere (A).
- Tensione, indicata con “V,” guida la corrente all'interno di un circuito, mentre la corrente, indicata con “IO,” indica il flusso di elettroni.
- La tensione è considerata indipendente dal circuito, mentre la corrente è influenzata dalla resistenza del circuito.
Come viene misurata la tensione della batteria?
La misurazione della tensione della batteria è essenziale per determinarne lo stato di carica.
Il metodo migliore è utilizzare un multimetro: collegare la sonda rossa al terminale positivo e la sonda nera al terminale negativo, quindi effettuare la lettura.
Cos'è la tensione normale?
La tensione normale di una batteria dipende dal tipo e dalla reazione chimica. Le batterie con reazioni di ossido-riduzione più favorevoli producono tensioni più elevate. Ad esempio, la batteria di un'auto misura tipicamente circa 12,6 volt, mentre una batteria AAA misura circa 1,5 volt.
È fondamentale abbinare la tensione corretta per evitare di danneggiare i componenti elettronici o la batteria.
Tensioni al piombo e tensioni delle batterie agli ioni di litio
La tensione della batteria varia in base al livello di carica. Una batteria completamente carica fornisce una tensione maggiore rispetto a una batteria scarica o scarica. Questo fenomeno, noto come perdita di tensione, dipende dal tipo di batteria.
Le tradizionali batterie al piombo subiscono cadute di tensione maggiori rispetto alle batterie al litio. Le batterie al litio, con la loro tecnologia avanzata, sono più dense di energia e ne risentono meno Legge di Peukert.
Una batteria al piombo da 12 volt eroga circa 12,7 volt quando è completamente carica e 11,6 volt al 20% della capacità. In confronto, una batteria al litio fornisce 13,6 volt quando è completamente carica e 12,9 volt al 20% della capacità.
La tensione della batteria è pericolosa?
Secondo OSHA, la tensione della batteria non è considerata pericolosa finché non supera i 50 volt. Il corpo umano può generalmente sopportare senza danni fino a 50 volt di shock, poiché le braccia e le gambe hanno una resistenza di almeno 500 ohm. Questa resistenza impedisce nella maggior parte dei casi alla corrente letale di raggiungere il cuore.
Tuttavia, tensioni superiori a 50 volt possono rendere il corpo un conduttore, comportando gravi rischi tra cui ustioni, ossa rotte, perdita dell’udito, lesioni agli occhi, arresto cardiaco e morte. Anche 10 mA attraverso il cuore possono interromperne la conduttività elettrica e causare aritmie fatali; quindi tutte le tensioni superiori a 50 volt sono considerate pericolose.
Perché è importante la tensione della batteria?
La tensione della batteria è importante perché indica quanta energia può fornire una batteria, aiutando a determinare la tensione richiesta per i componenti elettronici e il loro stato di carica. Senza misurare la tensione della batteria, l’utilizzo sicuro delle batterie sarebbe impossibile.
