¿Explicar la construcción y el funcionamiento de las baterías de almacenamiento de plomo?
Una batería de almacenamiento de plomo, comúnmente conocida como batería de plomo-ácido, es una celda electroquímica recargable que utiliza la reacción química entre el plomo y el dióxido de plomo para almacenar y liberar energía eléctrica. Es el tipo de batería más común utilizado en vehículos y tiene diversas aplicaciones industriales y comerciales. Así es como se construye y funciona una batería de almacenamiento de plomo:
Construcción:
1. Platos: Las baterías de plomo constan de múltiples placas positivas y negativas dispuestas alternativamente dentro de la carcasa de la batería.
- Placas positivas:Estas placas están fabricadas con peróxido de plomo (PbO2).
- Placas negativas:Estas placas están fabricadas de puro plomo esponjoso (Pb).
2. Separadores: Entre las placas positiva y negativa se colocan separadores aislantes, generalmente hechos de un material poroso como fibra de vidrio o polietileno, para evitar el contacto eléctrico entre ellas.
3. Electrolito: El electrolito de una batería de almacenamiento de plomo es una solución de ácido sulfúrico (H2SO4) mezclado con agua.
4. Caja de la batería: Todo el conjunto de placas, separadores y electrolito está encerrado en un recipiente resistente de plástico o caucho duro llamado caja de la batería.
Trabajando:
1. Carga: Cuando la batería está conectada a un cargador o a una fuente de alimentación, una corriente eléctrica fluye a través de la batería. Esta corriente provoca cambios químicos en las placas positiva y negativa.
- Placas positivas:El peróxido de plomo (PbO2) se convierte en sulfato de plomo (PbSO4).
- Placas negativas:El plomo esponjoso (Pb) también se convierte en sulfato de plomo (PbSO4).
2. Descarga: Cuando la batería se conecta a una carga, como un motor de arranque o un dispositivo eléctrico, se libera la energía química almacenada.
- Placas positivas:El sulfato de plomo (PbSO4) se vuelve a convertir en peróxido de plomo (PbO2).
- Placas negativas:El sulfato de plomo (PbSO4) se vuelve a convertir en plomo esponjoso (Pb).
Tanto durante la carga como durante la descarga, la concentración de ácido sulfúrico en el electrolito cambia. La densidad del electrolito es mayor cuando la batería está completamente cargada y menor cuando está descargada. Se utilizan hidrómetros o indicadores electrónicos para controlar la gravedad específica del electrolito y determinar el estado de carga de la batería.
Las baterías de almacenamiento de plomo se utilizan comúnmente en automóviles, camiones, carritos de golf, montacargas y otros vehículos que requieren una gran potencia de arranque o un suministro eléctrico sostenido. Se pueden recargar varias veces, pero su vida útil depende de factores como la profundidad de descarga, la temperatura de funcionamiento y las prácticas de mantenimiento.
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