Celdas y baterías

La pila práctica de Alessandro Volta (1800) mostró que dos metales distintos + electrolito producen electricidad sostenida. Esa es la semilla de todo banco de baterías que cambias en un UPS o un camión.

1. Dos materiales distintos (electrodos).
2. Electrolito (ácido, álcali o sal).
3. Reacciones que mueven iones y dejan disponibles electrones en el circuito externo.

El voltaje de la celda depende de qué materiales son, no de qué tan grandes sean.

Puedes tener una celda de 1,5 V diminuta (poca Ah) o enorme (mucha Ah): el voltaje “de química” es similar; la energía almacenada no.

• Primaria: no diseñada para recarga (alcalinas comunes, etc.). Forzar carga puede ser peligroso.
• Secundaria: recargable invirtiendo el flujo (plomo-ácido, NiCd, NiMH, Li-ion, etc.).

• mAh / Ah: corriente × tiempo teórico.
• Wh: aproxima energía (relaciona con voltaje × capacidad).

Una alcalina D ~10 000 mAh es un orden de magnitud de referencia del texto; la vida real depende del drenaje (altas corrientes entregan menos Ah útiles).

“Batería de 12 V” de plomo-ácido suele ser seis celdas de ~2 V en serie. El nombre comercial “batería” a veces se usa también para una sola celda: en el oficio, mira el diagrama interno cuando importe.

• Plomo-ácido: densidad, hidrógeno, carga.
• Serie/paralelo de baterías: V suma vs Ah suma.
• Otras fuentes: solar, termopar, piezo.

Toda celda real tiene R interna. En vacío ves casi el voltaje químico; al cargar, \(V = E - I R_{\mathrm{int}}\). Celdas viejas o frías: \(R_{\mathrm{int}}\) sube y el equipo “se cae” aunque Voc se vea aceptable.

No mezcles alcalinas con NiMH, ni Li-ion con plomo, en el mismo porta. Voltajes, curvas de descarga y riesgos son distintos. Reemplaza juegos completos en serie.

Antes de cerrar la lección, haz este ritual corto:

1. Explica el concepto central en voz alta sin mirar el texto (30 segundos).
2. Dibuja el diagrama en un papel y marca dónde medirías V e I.
3. Nombra un error típico que ya viste (o que cometerías) y cómo lo evitarías.
4. Conecta esta lección con la anterior: ¿qué tool/idea reutilizas?

Si no puedes hacer los cuatro puntos, relee solo la sección que te trabó — no todo el archivo otra vez.

• Confundir la topología (serie vs paralelo) y aplicar la fórmula equivocada.
• Confiar en una sola lectura sin anotar el punto exacto de medición.
• Cambiar piezas antes de verificar alimentación, continuidad y protección.
• Memorizar el número del libro y olvidar las condiciones reales (carga, temperatura, longitud).

Corrige el hábito: primero modelo mental y diagrama, después instrumento, después repuesto.

Todo cálculo o medición de esta lección se hace con PPE y categoría de instrumento adecuados al lugar. Un concepto bien entendido no autoriza a saltarse LOTO, ni a medir corriente con el DMM en paralelo, ni a abrir secundarios de CT. La teoría te hace más rápido; la seguridad te deja volver a casa.

Situación. Un técnico reemplaza “una batería de 9 V” por seis AA en un porta-pilas improvisado. El equipo vive poco y se calienta el porta.

Cómo pensarlo.

• 6 × 1,5 V = 9 V: el voltaje cuadra en vacío.
• La capacidad, la R interna y el contacto mecánico no son los de una 9 V diseñada.
• Bajo carga, el voltaje se hunde; los contactos flojos agregan R serie.

Conclusión: igualar voltios no iguala una fuente.