O Que Define a Tensão de uma Bateria de 1.2V
A tensão das baterias elétricas é determinada por dois fatores principais: a química dos materiais que compõem os eletrodos positivo e negativo e o número de células em série. As baterias de 1.2V, como as de Níquel-Metal Hidreto (NiMH) e Níquel-Cádmio (NiCd), são exemplos comuns desse tipo de bateria.
Química e Composição
As baterias NiMH e NiCd possuem uma tensão nominal de 1.2V por célula, com uma tensão típica de descarga de 1V. A tensão total da reação redox é E0 = 0.49V – (-0.83V) = 1.32V. Essa tensão é independente do formato da bateria, seja ela AA ou AAA.
Princípio de Funcionamento
Uma bateria elétrica é essencialmente uma fonte de energia elétrica DC, convertendo energia química armazenada em energia elétrica através de um processo eletroquímico. Isso fornece uma força eletromotriz para permitir que as correntes fluam em circuitos elétricos e eletrônicos.
Baterias NiMH
Introduzidas comercialmente em 1989, as baterias NiMH são usadas em veículos híbridos elétricos e representam 10% do mercado total de baterias recarregáveis. Comparadas às baterias NiCd, as NiMH oferecem 40% mais energia específica, resultando em cerca de duas vezes mais capacidade. Elas são menos afetadas pela depressão de tensão e não contêm o tóxico cádmio. A reação global durante a descarga é NiO(OH) + MH → Ni(OH)2 + M, com uma tensão redox de redução de aproximadamente 0.49V.
Baterias NiCd
As baterias NiCd, usadas em aplicações de alta potência, têm uma vida útil longa e capacidade de recarga rápida. No entanto, sofrem com o efeito memória e contêm cádmio, um material tóxico. A reação global durante a descarga é 2NiOOH + Cd + 2H2O → 2Ni(OH)2 + Cd(OH)2.
Tensão das Células de Lítio
As células de lítio-ion produzem cerca de 3.6 volts cada, uma vantagem significativa sobre as células padrão de NiCd, NiMH e alcalinas de cerca de 1.5 volts e ácido-chumbo de cerca de 2 volts por célula. Em baterias de 12V, por exemplo, seis células de ácido-chumbo de 2V são conectadas em série.
Por Que as Baterias Alcalinas São 1.5V e as Recarregáveis São 1.2V?
Baterias primárias (alcalinas) começam com uma tensão de circuito aberto de 1.5V e declinam para 1.2V e abaixo, enquanto as baterias secundárias (recarregáveis) operam mais uniformemente em torno de 1.2V. Dispositivos eletrônicos geralmente são projetados para funcionar com tensões de célula de 1.0 a 1.5 volts, tornando as baterias alcalinas e recarregáveis intercambiáveis na maioria dos casos.
Outros Tipos de Baterias
Existem diversos tipos de baterias, classificadas por tamanho, química e aplicação. Incluem baterias alcalinas, de metal-lítio, zinco-carbono, zinco-cloro, óxido de prata, zinco-ar (primárias) e lítio-ion, polímero de lítio, cobalto de lítio, óxido de manganês de lítio, LiFePo4, NMC, NCA, NiMH, NiCd, ácido-chumbo, SLI, tração, AGM e gel (secundárias).
Voltagens Comuns de Baterias
As baterias são marcadas com tensões nominais que representam a tensão média quando totalmente carregadas. Além disso, fatores como temperatura podem influenciar a saída de tensão. Exemplos comuns incluem 1.5V (alcalinas), 3V (células de metal-lítio), 3.8V (lítio-ion) e 12V (baterias automotivas).
