As baterias utilizadas nos veículos do ciclo Otto ou do ciclo Diesel são as do tipo chumbo / ácido e elas são formadas por um conjunto de células interligadas de 2,1 volts cada, inicialmente era formada por 3 células fornecendo 6,3 volts, mas os sistemas elétricos de 6 volts não se mostravam muitos eficientes com problemas de partidas constantes e faróis de baixa intensidade, como também limitações de ligações de acessórios, isso foi na década de 60 e vamos tomar como exemplo o Fusca no Brasil, que teve sistema 6v até o ano de 1966 e sendo trocado pelo sistema de 12v no ano de 1967, juntamente com o lançamento do motor 1300cc.
Vamos observar uma bateria de 6v formada pelas três células e uma outra bateria de 12v com seis células.
Como as baterias de 12 volts são formadas por 6 células de 2,1 volts, elas totalizam 12,6 volts quando estão totalmente carregadas.
A seguir vamos ver como é construída uma bateria e explicar cada parte.
CAIXA
Responsável pela estrutura externa e interna da bateria, tem também a função de separar as células.
TAMPA
Tem a função de selar a parte superior da bateria, dar sustentação aos polos negativo e positivo e também não permitir o vazamento do eletrólito interno e também a infiltração de substâncias externas, quando a bateria é do tipo convencional (com manutenção) a tampa também acomoda as tampas (rolhas) de inspeção de cada vaso e quando é do tipo selada (sem manutenção), ela vem totalmente vedada.
GRADES
São feitas de uma liga de chumbo e são responsáveis pela condução elétrica da bateria e dar suporte à massa ativa, depende do fabricante e do modelo de bateria, pode durante o processo de fabricação serem adicionados cálcio e prata para melhorar o seu rendimento elétrico, resistir a altas temperaturas e a corrosão, com essa composição é melhorada a autodescarga e o consumo da água do eletrólito.
As duas principais formas da grade são do tipo fundida em um molde articulado ou calandrada e também o modelo expandido, como se trata de um dos componentes que mais se degradam na vida útil da bateria, os fabricantes desenvolvem vários tipos de grades, buscando a maior eficiência e durabilidade.
A composição da massa positiva é o dióxido de chumbo (PbO2)
A composição da massa negativa é o chumbo puro esponjoso (Pb)
PLACAS
O conjunto da grade mais a massa ativa é denominada de placa.
SEPARADORES
Os separadores são os responsáveis por isolar as placas negativas das positivas, para que não haja curto entre elas, os separadores podem ser de plástico, papelão ou papel microporoso, no início das fabricações das baterias esse separador ficava somente entre uma placa e outra, depois foram desenvolvidos os separadores do tipo envelope para minimizar que o material que se degrada da placa se acumule no fundo da bateria e entre em curto com a parte inferior das placas, veja o separador de placas do tipo envelope.
CONEXÕES
Dentro de cada célula, as conexões interligam cada placa de mesma polaridade e também interligam uma célula na sua subsequente em série
ELEMENTOS, CONJUNTO OU CÉLULAS
São a formação das placas positivas, placas negativas, separadores e conexões.
POLOS OU TERMINAIS
Eles têm uma função muito importante na bateria, por eles que entraem e saem a energia acumulada na bateria como também a energia vinda do dínamo ou alternador.
ELETRÓLITO
O eletrólito, também conhecido como solução de bateria, é um composto formado por ácido sulfúrico (H2SO4) diluído em água (H2O), ele transporta os íons entre as placas negativas e positivas quando a bateria é descarregada e/ou carregada, esta solução tem uma densidade de aproximadamente 1,28 g/cm3.
Nas baterias convencionais (que requerem manutenção) tem uma vida útil em média de 3 anos, e deve-se olhar o nível da solução a cada 3 meses no primeiro 1/3 de sua vida útil e a cada mês após a metade de sua vida útil. O eletrólito deve ficar cobrindo completamente as placas, mas não pode ficar com o nível muito alto em cada vaso da bateria, pois em circunstâncias do carregamento da bateria e da temperatura, o eletrólito se expande e pode haver vazamento pelo respiro da tampa.
Nunca podemos completar o nível com solução para bateria e sim com água destilada, pelo motivo que o que se perde pela evaporação é a água da solução e não o ácido sulfúrico e se completarmos com solução iremos alterar a proporção de água/ácido no eletrólito.
Como acontece o carregamento e a descarga de uma bateria.
Reparem que nas reações a seta é bidirecional e por esse motivo que uma bateria de chumbo/ácido pode ser carregada novamente, isso acontece ao se passar uma corrente fornecida de fonte externa, seja ela um dínamo, alternador instalado no veículo ou carregador ligado a energia elétrica.
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Quando a corrente elétrica fornecida externamente passa pela bateria uma grande parte do ácido da solução é regenerada, assim carregando a bateria.Nas baterias seladas (sem manutenção) existe um sistema que condensa os vapores da evaporação da água da solução, retornando aos vasos da bateria e mantendo o nível da solução no seu nível ideal por um período maior, nesta modalidade de bateria geralmente é empregado um densímetro para indicar se a bateria está carregada ou não.
A densidade do ácido sulfúrico muda em relação à carga da bateria, então pelo densímetro podemos ter a indicação de bateria carregada ou não, como já vimos a densidade é de 1,28g/cm3, mas se ela estiver abaixo de 1,20g/cm3 indica que esta bateria está descarregada, o que também pode ser conferido pelo valor nominal encontrado nos polos, deixa-se a bateria em descanso por 1 hora e se for encontrada a voltagem de 12,6 v a bateria está totalmente carregada. - Até a próxima aula!