Tensão Nominal de Baterias: Entendendo a Fonte de Energia Elétrica
A tensão nominal é a voltagem reportada ou de referência de uma bateria, frequentemente vista como a “voltagem normal”. Diferentes químicas de baterias produzem diferentes tensões de células. Por exemplo, as baterias alcalinas não recarregáveis, como as AAA, AA e C, possuem uma tensão de circuito aberto comum de 1,5V (DC). Já as células primárias baseadas em lítio, que têm lítio metálico como ânodo, como as células de botão, apresentam uma voltagem de 3V (DC).
Tipos e Características das Tensões de Baterias
Quase todas as baterias de íon de lítio operam com 3,8V (DC). Para que a corrente flua do carregador para a bateria, é necessário uma diferença de potencial, logo, carregadores de bateria ou USBs para quase todos os smartphones fornecem uma voltagem de 5V. No caso de baterias automotivas, a voltagem comum é de 12V (DC), mas essa bateria é composta por seis células de chumbo de 2V.
O Funcionamento Interno das Baterias
Uma bateria elétrica é, essencialmente, uma fonte de energia elétrica DC. Ela converte energia química armazenada em energia elétrica por meio de um processo eletroquímico. Isso fornece uma fonte de força eletromotriz para permitir que correntes fluam em circuitos elétricos e eletrônicos. Uma bateria típica consiste em uma ou mais células voltaicas. O princípio fundamental em uma célula eletroquímica é reações redox espontâneas em dois eletrodos separados por um eletrólito, uma substância condutiva iônica e eletricamente isolante.
Tensão Nominal e a Diferença de Potencial
A tensão das baterias elétricas é criada pela diferença de potencial dos materiais que compõem os eletrodos positivo e negativo na reação eletroquímica. A voltagem produzida por cada célula de íon de lítio é de cerca de 3,6 volts. Isso tem muitas vantagens, sendo maior que a de células padrão de níquel-cádmio, níquel-hidreto metálico e até alcalinas padrão, que estão em torno de 1,5 volts, e ácido chumbo, em torno de 2 volts por célula. Para obter potenciais elétricos mais práticos, as células são conectadas em série (por exemplo, células de ácido chumbo de 2V são conectadas em série para obter uma bateria típica de 12V).
Entendendo os Parâmetros das Baterias
Para comparar e entender a capacidade de cada bateria, alguns parâmetros importantes são característicos de cada tipo. Esses parâmetros são uma referência ao se necessitar de uma bateria, e qualidades específicas são requeridas, já que as baterias são usadas em todos os tipos de dispositivos e para infinitos propósitos.
- Tensão de Corte: A tensão de corte é a voltagem mínima permitida, definindo geralmente o estado “vazio” da bateria.
- Capacidade: A capacidade coulométrica é o total de Ampères-hora disponíveis quando a bateria é descarregada a uma certa corrente de descarga de 100% SOC para a tensão de corte.
- Taxa C da Bateria: A tensão de corte é a voltagem mínima permitida, definindo o estado “vazio” da bateria.
- Autodescarga: As baterias se autodescarregam gradualmente mesmo que não estejam conectadas, devido a reações químicas “laterais” que ocorrem dentro da célula mesmo sem carga aplicada.
- Degradação: Alguma degradação das baterias recarregáveis ocorre a cada ciclo de carga e descarga.
- Profundidade de Descarga: Profundidade de descarga é uma medida de quanta energia foi retirada de uma bateria e é expressa como uma porcentagem da capacidade total.
- Estado de Carga: O estado de carga refere-se à quantidade de carga em uma bateria em relação aos seus estados “cheio” e “vazio” definidos.
Em resumo, entender a tensão nominal e as características específicas das baterias é fundamental para seu uso adequado e eficiente em diferentes aplicações.
