Alessandro Volta fue un científico italiano que inventó la primera pila eléctrica en 1800. Apiló discos alternados de cobre y zinc separados por paños húmedos, creando así la primera fuente de energía eléctrica. Esto permitió la producción de corriente eléctrica continua de forma sostenida.
Una distribución de cargas positivas o negativas da lugar al campo eléctrico. Se llama campo eléctrico a todo el espacio alrededor de un cuerpo, dentro del cual su acción es apreciable. El campo eléctrico presente en cualquier punto determinado se puede descubrir colocando una carga de prueba pequeña y positiva denominada (qo.)
El campo eléctrico debido a una distribución de carga y la fuerza que experimentan partículas cargadas en ese campo, se pueden visualizar en términos de las líneas de campo eléctrico. Las líneas del campo eléctrico son continuas en el espacio, en contraste al campo mismo, que está representado por un vector distinto en cada punto del espacio.
Para calcular el campo en un punto del espacio se usa por definición la siguiente expresión:
Pero hay casos que el campo se puede calcular mediante la ley de gauss; que permite hacerlo fácilmente para distribuciones simétricas de carga tales como cortezas esféricas e hilos infinitos. Para calcular el campo mediante esta ley, en primer lugar tenemos que determinar una superficie gaussiana que es imaginaria y cerrada, de manera que el campo sea constante y que sea paralelo o perpendicular al vector superficie; y también hay que considerar que si el campo es perpendicular al vector superficie, ese producto escalar será cero y si es paralelo, el producto escalar será igual al producto de los módulos ya que el coseno de 90º es igual a cero. El cálculo del campo eléctrico mediante la ley de gauss está relacionado con las líneas de campo eléctrico. Estas salen de las cargas positivas y entran en las cargas negativas.
Una distribución de cargas positivas o negativas da lugar al campo eléctrico. Se llama campo eléctrico a todo el espacio alrededor de un cuerpo, dentro del cual su acción es apreciable. El campo eléctrico presente en cualquier punto determinado se puede descubrir colocando una carga de prueba pequeña y positiva denominada (qo.)
El campo eléctrico debido a una distribución de carga y la fuerza que experimentan partículas cargadas en ese campo, se pueden visualizar en términos de las líneas de campo eléctrico. Las líneas del campo eléctrico son continuas en el espacio, en contraste al campo mismo, que está representado por un vector distinto en cada punto del espacio.
Para calcular el campo en un punto del espacio se usa por definición la siguiente expresión:
Pero hay casos que el campo se puede calcular mediante la ley de gauss; que permite hacerlo fácilmente para distribuciones simétricas de carga tales como cortezas esféricas e hilos infinitos. Para calcular el campo mediante esta ley, en primer lugar tenemos que determinar una superficie gaussiana que es imaginaria y cerrada, de manera que el campo sea constante y que sea paralelo o perpendicular al vector superficie; y también hay que considerar que si el campo es perpendicular al vector superficie, ese producto escalar será cero y si es paralelo, el producto escalar será igual al producto de los módulos ya que el coseno de 90º es igual a cero. El cálculo del campo eléctrico mediante la ley de gauss está relacionado con las líneas de campo eléctrico. Estas salen de las cargas positivas y entran en las cargas negativas.
La fuerza eléctrica, Es la fuerza electrostática que se produce cuando un cuerpo se carga, esta fuerza se puede detectar por los efectos que causa sobre cuerpos livianos como polvo o pedacitos de papel.
El capacitor y la capacitancia de los conductores, una descripción cualitativa y cuantitativa de los capacitores y sus asociaciones, la energía almacenada.
La fuerza eléctrica, Es la fuerza electrostática que se produce cuando un cuerpo se carga, esta fuerza se puede detectar por los efectos que causa sobre cuerpos livianos como polvo o pedacitos de papel.
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2. Nació y fue educado en Como, Lombardía. En el año 1785 fue nombrado profesor de física de la Escuela Real de Como, Lombardía. En 1786, Volta realizó su primer invento. Entre los años 1786 y 1788, se dedicó al descubrimiento del gas de metano. En 1789, fue nombrado profesor titular de la cátedra de física experimental en la Universidad de Pavía. En 1800 muestra el funcionamiento de la primer pila eléctrica.
3. Primer Invento: Pila voltaica Con dos discos metálicos separados por un conductor húmedo, pero unidos con un circuito exterior. De esta forma logra por primera vez, producir corriente eléctrica continua, inventando el electróforo perpetuo, un dispositivo que una vez que se encuentra cargado, puede transferir electricidad a otros objetos, y que genera electricidad estática.
5. Pila Eléctrica Es un dispositivo que convierte energía química en energía eléctrica por un proceso transitorio, después de su actividad se renuevan sus elementos principales, puesto que sus características resultan alteradas durante el mismo. Es un generador primario, su energía resulta accesible mediante dos terminales que tiene la pila, llamados polos, electrodos o bornes. Uno de ellos es el polo negativo o ánodo y el otro es el polo positivo o cátodo.
6. Los electrodos metálicos están sumergidos en un líquido, sólido o pasta que se llama electrolito. El electrólito es un conductor de iones. Cuando los electrodos reaccionan con el electrolito, en uno de los electrodos (el ánodo) se producen electrones (oxidación), y en el otro (cátodo) se produce un defecto de electrones (reducción). Cuando los electrones sobrantes del ánodo pasan al cátodo a través de un conductor externo a la pila se produce una corriente eléctrica. Se trata de una reacción de oxidación y otra de reducción que se producen simultáneamente
7. Historia de la pila voltaica Alejandro Volta, para estudiar los efectos de la corriente sobre las ancas de rana construyó la pila o columna a la que inicialmente llamó "órgano eléctrico artificial". Volta penó que lo que el llamó galvanismo era una corriente eléctrica animal. Se le llamó así en honor a Galvani, fundador de la Fisiología nerviosa, que logró crear una corriente uniendo dos metales diferentes por medio de nervios o de músculos de un animal (que se contraían a su paso). Pila de Volta Para hacer la pila, Volta apiló, alternándolos, discos de cobre y de zinc de igual tamaño, intercalando entre ellos un trozo de paño húmedo.Esta "pila de discos" empieza y termina con discos de diferente tipo (arriba Cu y abajo Zn). Conectando los discos situados en los extremos por medio de un alambre logró que fluyera un flujo eléctrico por él. Impregnando el trozo de paño intercalado en determinadas sales, la corriente obtenida era mucho mayor
8. Definición de Pila Voltaica Proceso químico transitorio Un dispositivo Energía eléctrica genera por Cesa su actividad Sus características se alteran durante el proceso Es un generador primario Se renuevan sus elementos constituyentes Ya que
9. Su energía es accesible mediante: 2 terminales de la pila llamados polos bornes electrodos Son 2 polos: Positivo o ánodo Negativo o cátodo
10. FUNCIONAMIENTO Una pila voltaica aprovecha la electricidad de una reacción química espontánea para encender una bombilla (foco). Las tiras de cinc y cobre, dentro de disoluciones de ácido sulfúrico diluido y sulfato de cobre respectivamente, actúan como electrodos. El puente salino (en este caso cloruro de potasio) permite a los electrones fluir entre las cubetas sin que se mezclen las disoluciones. Cuando el circuito entre los dos sistemas se completa (como se muestra a la derecha), la reacción genera una corriente eléctrica. El metal de la tira de cinc se consume (oxidación) y la tira desaparece. La tira de cobre crece al reaccionar los electrones con la disolución de sulfato de cobre para producir metal adicional (reducción). Si se sustituye la bombilla por una batería la reacción se invertirá, creando una célula electrolítica.
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12. PILA ALCALINA También denominada de ferroníquel, sus electrodos son láminas de acero en forma de rejilla con panales rellenos de óxido niqueloso (NiO), que constituyen el electrodo positivo, y de óxido ferroso (FeO), el negativo, estando formado el electrolito por una disolución de potasa cáustica (KOH).
13. Durante la carga se produce un proceso de oxidación anódica y otro de reducción catódica, transformándose el oxido ferroso en hierro metálico. Esta reacción se produce en sentido inverso durante la descarga.
15. ACUMULADOR DE PLOMO Está constituido por dos electrodos de plomo cuando el aparato está descargado, se encuentra en forma de sulfato de plomo (II) incrustado en una matiz de plomo metálico (Pb); el electrolito es una disolución de acido sulfúrico. BATERIA ALCALINA
16. BATERIAS ALCALINAS DE MAGNESIO Con un contenido de mercurio del 0.1% es una versión mejorada de la pila anterior, en la que se ha sustituido el conductor iónico cloruro de amonio por hidróxido potásico (de ahí su nombre de alcalina). El recipiente de la pila es de acero, y la disposición del zinc y del óxido de manganeso (IV) es la contraria, situándose el zinc, ahora en polvo, en el centro. La cantidad de mercurio empleada para regularizar la descarga es mayor
17. BATERIAS DE NIQUEL-CADMIO BATERIAS DE IONES DE LITIO Utilizan un cátodo de hidróxido de níquel y un ánodo de un compuesto de cadmio, el electrolito es de hidróxido de potacio. Esta configuración de materiales permite recargar la batería una vez está agotada Utilizan un ánodo de grafito y un cátodo de oxido de cobaltotrifilina (LiFePO4) u óxido de manganeso. Su desarrollo es más reciente, y permite llegar a altas densidades de capacidad. No admiten descargas
18. PILA DE COMBUSTIBLE No se trata de un acumulador propiamente dicho, aunque sí convierte energía química en energía eléctrica y es recargable. Funciona con hidrogeno (otros combustibles como el metano o metanol son usados para obtener el hidrogeno)
19. Diferencia entre pila voltaica y la pila alcalina La pila voltaica o pila primaria es un tipo de pila electroquímica en la que se aprovecha el flujo de electrones desde un ánodo formado por una sustancia reductora (que se oxida), hacia el cátodo formado por una sustancia oxidante (que se reduce), para producir electricidad Pila Alcalina o batería de níquel y hierro. El principio de funcionamiento es el mismo que en la pila de ácido y plomo, pero aquí el electrodo negativo es de hierro, el electrodo positivo de óxido de níquel y el electrolito es una disolución de hidróxido de potasio. La pila de níquel y hierro tiene la desventaja de desprender gas hidrógeno durante la carga. Esta batería se usa principalmente en la industria pesada. Tiene una vida útil de unos diez años y produce aproximadamente 1,15 V.
21. Pilas ácidas y alcalinas de óxido de manganeso de uso común y generalizado en diferentes artefactos, algunas de ellas riesgosas por su contenido de mercurio. Se encuentran en el mercado en distintos formatos tales como A, AA, AAA. Categoría: Y29, Y34, Y35 Pilas de níquel-cadmio recargables, contenidas en parte de las baterías usadas para teléfonos celulares, son particularmente dañinos para el medio ambiente debido principalmente a su contenido de cadmio. Categoría: Y26 Pilas de óxido de mercurio principalmente de formato botón, utilizadas en equipos especiales (por ejemplo cámaras fotográficas, relojes). Categoría: Y29
22. Voltaje El voltaje, viene determinado completamente por la naturaleza de las sustancias de los electrodos y del electrolito, así como por su concentración. Walther Nernst obtuvo el premio Nobel de química de 1920 por haber formulado cuantitativamente y demostrado las leyes que rigen este fenómeno. El voltaje está formado por Una fuente de tensión perfecta —es decir, con resistencia interna nula— en serie con un resistor que representa la resistencia interna. El condensador que simula la descarga de la pila. Entre los terminales también aparece una capacitancia, que no suele tener importancia en las aplicaciones de corriente continua.
23. La ley de Ohm determina la corriente que circulará por la carga y consecuentemente el trabajo que podrá realizarse La resistencia interna es por donde pasara la corriente de un generador. Conforme la pila se va gastando, su resistencia interna va aumentando. Cuando se necesita una corriente mayor que la que puede suministrar un elemento único, se añaden otros elementos en una conexión en paralelo (uniendo los polos positivos de todos ellos, por un lado, y los negativos, por otro). Al aumento de temperatura las reacciones dentro de una pila se aceleran y aumentan su tensión. Al bajar la temperatura al grado de conglarse muchas pilas pueden dejar de funcionar o funcionan mal. En cambio, si se almacenan las pilas refrigeradas, se prolongará su buen estado.
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25. Los metales y productos químicos constituyentes de las pilas pueden resultar perjudiciales para el medio ambiente, produciendo contaminación química. Es muy importante NO TIRARLAS A LA BASURA, sino llevarlas a centros de reciclado. En algunos países se hacen cargo de las pilas gastadas. Una vez que la envoltura metálica que recubre las pilas se daña, las sustancias químicas que contienen se ven liberadas al medio ambiente causando contaminación. Con mayor o menor grado, las sustancias son absorbidas por la tierra pudiéndose filtrar hacia los mantos acuíferos y de éstos pueden pasar directamente a los seres vivos, entrando con esto en la cadena alimenticia.
26. Estudios especializados indican que una micro pila de mercurio, puede llegar a contaminar 600.000 litros de agua, una de zinc-aire 12.000 litros y una de óxido de plata 14.000 litros. Las pilas son residuos peligrosos por lo que desde el momento en que se empiezan a reunir, deben ser manejadas por personal capacitado que siga las precauciones adecuadas empleando todos los procedimientos técnicos y legales del manejo de residuos peligrosos.
27. Barroso Tapia Frida 103-07 Godínez Salas Einar Thor 103-25 Lara Martínez Elizabeth Judith 103-34 Mentado Álvarez Martha Elsa 103-37
