Para no perder el ritmo dinámico de la vida moderna, utilizamos cada vez más dispositivos móviles y compactos, que dan una sensación de individualidad y libertad. Pero este «vuelo autónomo» es imposible sin fuentes de energía en miniatura y fiables, de lo contrario los teléfonos, reproductores, cámaras, relojes y otros juguetes electrónicos modernos se congelarían sin movimiento.
Queremos agradecer al personal de la ONG Quant su ayuda en estas pruebas comparativas.
Las modernas HIT, listas para la prueba!
Las fuentes de energía químicas CPS se subdividen ahora en 3 tipos: pilas galvánicas, baterías y pilas de combustible FC . Las células galvánicas y las baterías compuestas por ellas son las principales fuentes de corriente.
Generan directamente la corriente a través de procesos químicos internos irreversibles y, por tanto, sólo pueden utilizarse una vez. Las fuentes secundarias baterías , en cambio, no generan electricidad por sí mismas: primero reciben energía del exterior carga y luego devuelven la energía que han acumulado. Estos ciclos de carga-descarga pueden ser de hasta varios cientos de veces.
Las pilas de combustible son un desarrollo prometedor para la HIT, aunque el principio había sido propuesto por William Grove en el siglo XIX. Al igual que las pilas convencionales, proporcionan corriente a través de reacciones químicas oxidación-reducción , pero la fuente de los electrones libres es el combustible hidrógeno, metanol y los electrodos sólo sirven de catalizadores en el proceso.
Como resultado, prácticamente no se desgastan y alcanzan una eficiencia de hasta el 50%. Lo único que queda es repostar a tiempo. A pesar de la introducción generalizada de las pilas y del futuro de la energía electrolítica, las pilas galvánicas siguen siendo la fuente de corriente más importante en la actualidad.
Polo de voltios: el origen de la prueba
La historia de las pilas se remonta a los experimentos del italiano Alessandro Volta, que desafió la teoría de la «electricidad animal» del científico Luigi Galvani.
Al experimentar con arcos de cobre y zinc sumergidos en una solución salina, demostró que no era la fisiología de los animales, sino una reacción química la que producía la electricidad. Volta continuó sus investigaciones sobre el efecto galvánico y en 1800 creó la primera fuente química de corriente continua pilar de Volta que era una «carga indestructible» en comparación con el entonces desechable frasco de Leiden.
Otros desarrollos de científicos Cruikshank, Daniel, Grove, Bunsen, Grené et al. han tenido como objetivo aumentar la vida útil de las pilas y baterías galvánicas, utilizando diferentes electrodos y electrolitos. El diseño de George Leclanchet de 1865, que es el prototipo de las actuales pilas de zinc-carbón con electrolito salino llamadas «pilas salinas» , a menudo denominadas pilas Leclanchet, sobrevive hasta nuestros días.
Fue el desarrollo por parte de Carl Gassner de las pilas secas de sal , cuya producción comercial fue lanzada por primera vez hace más de 100 años, en 1896, por National Carbon, lo que le permitió prescindir del incómodo uso del electrolito líquido.
¿De dónde viene la energía de los dedos??
En términos físicos, en una pila, la energía se convierte de una forma química a otra eléctrica . La transferencia de carga se realiza mediante un cambio en la energía interna. Visto desde el punto de vista de un químico, se trata de la oxidación de un electrodo y la reducción del otro. Los iones metálicos se transfieren del electrodo oxidante al electrolito, llevándose la carga positiva.
Sin embargo, es una práctica común clasificar las pilas según las sustancias que intervienen en la reacción, es decir, según el sistema electroquímico, y no por la reacción que se produce. Actualmente existen varios tipos de sistemas electroquímicos: litio, manganeso-zinc, mercurio-zinc y plata-zinc.
Las pilas más utilizadas para alimentar aparatos de consumo y electrónicos son las de manganeso-cinc. Es un nombre genérico que incluye varios tipos: células salinas, de cloruro, alcalinas y despolarizadas por aire.
Para los consumidores, la variante más interesante son las pilas alcalinas, en las que el electrolito es un álcali en forma de solución acuosa de hidróxido de potasio. Debido a su buen rendimiento, están sustituyendo gradualmente a otros tipos de células.
Por lo tanto, funcionan bien con altas corrientes de descarga, tienen una mejor hermeticidad y una menor corriente de autodescarga. Muy eficaz para descargas medias y largas. Las pilas alcalinas pueden utilizarse a temperaturas de entre -25°C y +55°C y toleran satisfactoriamente temperaturas más bajas.
Un examen post-mortem mostró que
Durante la época soviética, se produjeron más de mil millones de células galvánicas de diversos tamaños y propósitos. Pero tras el colapso de la Unión Soviética, algunas plantas con equipos modernos resultaron estar en el extranjero Georgia, Lituania, etc. .d. , y depósitos de zinc en Kazajistán.
La neutralidad económica se vio interrumpida, pero la demanda de pilas no hizo más que aumentar y España vio una afluencia de pilas y acumuladores importados que ahora dominan el mercado.
A modo de comparación, compramos el tamaño más popular de pilas alcalinas, que en la norma europea IEC se denomina LR6 1,5 V , pero que popularmente se llama «de dedo».
1 Se comprobaron las dimensiones geométricas de las pilas. Si es demasiado bajo, el contacto es deficiente; si es demasiado alto, es posible que las pilas no entren en el compartimento. Las mediciones mostraron que los fabricantes de células intentan utilizar las mayores dimensiones posibles, pero sin embargo nadie superó la norma.
2 Las pilas LR6 tienen un límite de peso de 25 gramos. Esto es natural, ya que se utilizan principalmente en dispositivos portátiles. Una vez más, ninguno de los componentes se pesó correctamente, ya que todos tenían el peso esperado.
3 Además, se abrió cada muestra para investigar su construcción, y se pesó el peso de los materiales activos. Las pilas Duracell Basic y Duracell Turbo tienen la masa de electrodos positivos más pesada. Los expertos también observaron un buen llenado del electrodo negativo de Cosmos y GP.
Las radiografías tomadas para evaluar la ubicación de los materiales activos en el interior de la caja lo confirmaron. Hay que reconocer que todas las muestras están muy bien hechas.
Usar menos – jugar más tiempo
Al comprar pilas alcalinas, los consumidores tienen derecho a esperar una larga vida. Sin embargo, depende mucho de dónde se utilicen y con qué intensidad.
Para ello, todas las muestras se probaron en soportes especiales en cuatro modos, simulando el funcionamiento de radios, motores y juguetes, reproductores y flashes fotográficos, tal y como exige la norma internacional IEC.
1 Las pilas LR6 deberían dar una larga vida de al menos 60 horas para las radios de transistores, pero las muestras probadas superaban este valor en más de un tercio. Si haces funcionar el receptor durante 4 horas al día, durará 87 horas con las pilas Cosmos y casi el mismo tiempo con las Duracell Turbo 86 horas .
Y aunque las baterías de Sony silencian la radio antes que las otras, 75,5 horas es un buen indicador. Hay que decir que el funcionamiento de las células en modo «radio» fue el más largo, ya que requirió 5 semanas de pruebas de laboratorio.
2 Como la mayoría de los padres saben, los juguetes eléctricos, los robots y los coches de los niños suelen quedarse sin pilas. Por ello, es especialmente satisfactorio informar de que las modernas pilas alcalinas son capaces de mantener los motores eléctricos en funcionamiento hasta el doble de tiempo que exige la norma 4 horas . Las baterías del Cosmos duraron más de 8 horas y el resto algo menos. Por ejemplo, las pilas de Philips dieron 7 horas y 15 minutos de potencia, y este es un resultado muy bueno.
3 Cada una de las muestras probadas puede proporcionar una potencia estable para los jugadores ahora populares. La duración media fue de 19 horas algo menos en el caso de Sony . Pero las pilas más duraderas en este modo fueron las Duracell Turbo: 21 horas y 40 minutos., «Cosmos» 21 h 15 min . y Duracell Basic 20 h 45 min . .
4 En las cámaras, prácticamente toda la energía de las baterías se utiliza para el flash. Por esta razón, no medimos el tiempo de funcionamiento sino el número de pulsos 1000mA necesarios para el flash. Debería haber al menos 200. La célula Philips produjo 220 pulsos y cumplió la norma, pero la Sony fue capaz de producir 420 pulsos, y la GP aún más, 470 pulsos. Pero el Cosmos es vencido por las baterías del Cosmos – 520 destellos.
El cosmos tiene más energía libre
Conociendo el tiempo de funcionamiento de las baterías en diferentes modos, se puede calcular la capacidad eléctrica de estas células, medida en amperios-hora Ah . En pocas palabras, qué «reserva» de energía tiene cada batería. El cálculo demostró que las pilas Cosmos y Duracell Turbo tienen la mayor capacidad media véase «Capacidad de las pilas» . cuadro 3 . Un poco menos con PHILIPS y Sony 2,27 Ah .
Si se compara la capacidad de una pila con su coste, resulta que la pila de 1 amperio-hora más barata es la Cosmos 5 Euro. 73 cp. y GP 6pc . 77 policía. . La capacidad de otras pilas es notablemente más cara, especialmente la Duracell Basic 12 rbl. 13 kop. y Duracell Turbo 14 Euro. 44 kop. . Por cierto, la diferencia de precio entre las pilas Duracell Basic y Duracell Turbo es bastante grande, y la capacidad media es sólo un 3,65% diferente.
Es posible evaluar las baterías en el modo «foto» basándose no en su capacidad sino en el número de flashes. Así, por cada Eurolo que te gastas en una pila Philips o Duracell Basic, puedes conseguir 11 flashes. Mientras que las células GP darán más de 29 destellos, Cosmos dará más de 34.
¿Puede explotar una pila??
Incluso una pequeña pila puede ser un gran problema, por ejemplo, si la metes en el bolsillo junto con las llaves. Los terminales de los electrodos pueden entrar en cortocircuito, y entonces la célula sufrirá una reacción química con abundante desprendimiento de gases, comenzará a calentarse y, finalmente, puede explotar.
Para evitar explosiones, la junta de estanqueidad está dotada de «espinas» especiales, que deberían estallar en caso de sobrepresión en el interior de la célula.
Una prueba realizada con las pilas demostró que ninguna de ellas explotó en un cortocircuito, sólo que se calentaron mucho. Pero además de los cortocircuitos hay un caso más peligroso de funcionamiento anormal: la inversión de la polaridad.
Algunos dispositivos, como las linternas, las grabadoras portátiles, las balanzas de suelo, etc., necesitan más de una pila. Y si incluso uno de ellos se instala incorrectamente, mezclando el más y el menos, podría producirse una situación explosiva.
Por suerte, las baterías que probamos eran muy fiables. Todas las muestras abrieron la válvula de seguridad, liberando los gases acumulados y algo de electrolito. Por lo demás, la evaluación de la seguridad, que incluía la comprobación de las variaciones de la tensión nominal, la resistencia del aislamiento y las fugas de electrolitos, tampoco provocó ninguna queja.
Líderes de la prueba
Las pruebas comparativas han demostrado la buena calidad de las modernas pilas alcalinas LR6, que superan con creces los requisitos de la norma.
– Las baterías Cosmos ofrecen la mejor característica de descarga para varios modos de funcionamiento, es decir.e. Son universales.
– Las pilas Duracell Turbo, que ofrecen la mayor duración de las pilas, tienen los mejores resultados.
– Las pilas Cosmos y Duracell Turbo pueden hacer girar motores eléctricos en miniatura y engranajes de juguete durante más tiempo que otras pilas.
– Las pilas Cosmos y Duracell Turbo proporcionan un funcionamiento duradero de las radios portátiles.
– Los flashes Cosmos, GP y Sony pueden producir la mayor potencia de flash.
– El coste más barato por Amp-Hora es en Cosmos . También tienen una mejor relación calidad-precio. Por lo tanto, se puede afirmar que las baterías Cosmos son las mejores en términos de eficiencia energética.
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