Sem baterias, não haveria celulares, relógios, tablets, aparelhos auditivos, lanternas, carros elétricos ou satélites de comunicação - e a lista continua. A primeira bateria foi inventada há mais de 200 anos e, desde então, esses engenhosos dispositivos se tornaram indispensáveis em nosso dia a dia.
O que é uma bateria?
Em termos simples, uma bateria é qualquer dispositivo que pode fornecer uma fonte temporária portátil de energia elétrica.
Em um circuito elétrico, as baterias servem como fonte de energia, criando uma diferença de potencial que impulsiona o fluxo da corrente elétrica. Conforme a corrente passa pelo circuito, ela transfere energia para qualquer dispositivo conectado a ele. Em tal circuito, o tipo de corrente que flui é a corrente contínua. Em outras palavras, a corrente que flui segue em uma direção contínua.
Por outro lado, a energia fornecida por uma usina de energia é acessada através das tomadas em sua casa e está na forma de corrente alternada. Este tipo de corrente alterna a direção com uma certa frequência para alimentar os dispositivos.
Como funcionam as baterias
Uma bateria típica é composta por uma ou mais células que possuem um cátodo (terminal positivo) em uma extremidade e um ânodo (terminal negativo) na outra extremidade. As reações químicas contidas nele causam um acúmulo de carga elétrica nos terminais, produzindo um potencial elétrico através dos nós por meio da liberação de energia química.
As reações químicas na bateria causam o acúmulo de elétrons no ânodo. Isso cria um potencial elétrico entre o cátodo e o ânodo. Os elétrons querem chegar ao cátodo para neutralizar a carga, mas não podem fazê-lo viajando através do material eletrolítico dentro da própria bateria. Em vez disso, os elétrons fluem facilmente através de um fio condutor que conecta o ânodo ao cátodo.
Por fim, os processos químicos que criam o excedente de elétrons no ânodo param e a bateria morre. Com as baterias recarregáveis (também chamadas de baterias secundárias), no entanto, esse processo pode ser revertido conectando-se as baterias aos carregadores depois que morrem. Recarregar uma bateria reverte o fluxo de elétrons usando outra fonte de energia. Os processos químicos na bateria podem ser revertidos devido a essa energia adicionada, e a bateria será mais uma vez capaz de alimentar um circuito por conta própria.
Crie sua própria bateria de limão!
Uma excelente maneira de entender melhor como uma bateria funciona é criar sua própria bateria em casa com um limão, um prego de zinco e uma moeda de cobre e usá-la para alimentar uma pequena lâmpada.
Insira uma moeda de cobre em um lado do limão e insira o prego galvanizado (revestido de zinco) no outro lado (tomando cuidado para que os dois itens não toquem dentro do limão). O prego servirá como eletrodo positivo (cátodo) e a moeda será o eletrodo negativo (ânodo). O suco de limão serve como eletrólito. Você pode então conectar um voltímetro à bateria de limão para ver quanta tensão ele cria. Se necessário, você pode conectar várias baterias de limão em série para criar voltagem suficiente para alimentar uma pequena lâmpada.
Diferentes tipos de baterias
As baterias vêm em diferentes formas, tamanhos, composições e tensões. Alguns dos tipos mais comuns são:
- Baterias recarregáveis usadas em dispositivos eletrônicos domésticos comuns. Isso inclui baterias de íon-lítio, níquel-cádmio e hidreto metálico de níquel (NiMH). Os nomes das baterias indicam os eletrólitos que contêm.
- As baterias de chumbo-ácido também são recarregáveis, mas são usadas para aplicações mais pesadas (como baterias de automóveis, por exemplo).
- As baterias que normalmente não são recarregáveis incluem baterias alcalinas ou baterias de zinco-carbono de célula seca.