La pila.

Profesora: Laura Paliwoda Alumnos: Damin Mansilla, Agustn Gaisler e Ins Irazu. Fecha de entrega: 12/11/2008 Colegio: Nicols Avellaneda

ndice:

Introduccin.1 Historia......1 Biografa Alessandro Volta..3 Corriente elctrica4 Corriente continua5 Corriente alterna...6 Principios de funcionamiento...7 Pila Voltaica...8 Pila de Daniel.....9 Pilas alcalinas o de manganeso...11 Distintos tipos de pilas.12 Contaminacin de pilas14 Electrodinmica15 Conclusin16 Bibliografa...16

INTRODUCCIN En esta monografa desarrollaremos la pila elctrica desde sus comienzos a la actualidad. Los primeros creadores de pilas y los ltimos, mostraremos su funcionamiento y avances para su mejor funcionamiento y durabilidad. Las bateras o pilas como comnmente se las conoce, tiene ms de 200 aos de existencia, desde su primer modelo primitivo hasta lo modernos productos que existen en la actualidad, como pilas alcalinas, pilas recargables, etc. Una batera es un dispositivo electroqumico el cual almacena energa en forma qumica. Cuando se conecta a un circuito elctrico, la energa qumica se transforma en energa elctrica. Lamentablemente como todo lo que es producido por el hombre, tiene residuos contaminantes, los cidos y materiales pesados contaminan el ambiente, claro que mencionaremos este delicado tema, pero no ser parte de anlisis en este proyecto.

HistoriaLa primera pila elctrica fue dada a conocer al mundo por Volta en 1800, mediante una carta que envi al presidente de la Royal Society londinense. Se trataba de una serie de pares de discos (apilados) de cinc y de cobre (o tambin de plata), separados unos de otros por trozos de cartn o de fieltro impregnados de agua o de salmuera, que medan unos 3 cm de dimetro. Cuando se fij una unidad de medida para la diferencia de potencial, el voltio (precisamente en honor de Volta) se pudo saber que cada uno de estos elementos suministra una tensin de 0,75 V aproximadamente, pero ninguno de estos conceptos estaba disponible entonces. Su apilamiento conectados en serie permita aumentar la tensin a voluntad, otro descubrimiento de Volta. El invento constitua una novedad absoluta y goz de un xito inmediato y muy merecido, ya que inici la era elctrica en que actualmente vivimos, al permitir el estudio experimental preciso de la electricidad, superando las enormes limitaciones que presentaban para ello los generadores electrostticos, nicos disponibles con anterioridad. Otra disposicin tambin utilizada y descrita por Volta para el aparato estaba formada por una serie de vasos con lquido (unos junto a otros, en batera), en los que se sumergan las tiras de los metales, conectando externamente un metal con otro. Inmediatamente empezaron a hacerse por toda Europa y Amrica innumerables pruebas con diversos lquidos, metales y disposiciones, tratando de mejorar las caractersticas del aparato original, cosa que pocas veces se consigui, pero que origin

una infinidad de distintos tipos de pilas, de los cuales no ha quedado memoria ms que de los ms notables. La pila Daniell, dada a conocer en 1836 y de la que luego se han usado ampliamente determinadas variantes constructivas, est formado por un electrodo de Zinc sumergido en una disolucin de sulfato de Zinc y otro electrodo de cobre sumergido en una disolucin concentrada de sulfato de cobre. Ambos electrolitos estn separados por una pared porosa para evitar su reaccin directa. En esta situacin la tensin de disolucin del zinc es mayor que la presin de los iones Zn++ y el electrodo se disuelve, emitiendo Zn++ y quedando cargado negativamente, proceso en el que se liberan electrones y que recibe el nombre de oxidacin. En la disolucin de sulfato de cobre, debido a su gran concentracin de iones Cu, se deposita Cu++ sobre el electrodo de este metal que de este modo queda cargado positivamente, mediante el proceso denominado reduccin, que implica la incorporacin de electrones. Esta pila presenta una diferencia de potencial de entre 1,07 y 1,14 V entre sus electrodos. Su gran ventaja respecto a otras de su tiempo fue la constancia del voltaje generado, debido a la elaborada disposicin, que facilita la despolarizacin, y a la reserva de electrolito, que permite mantener su concentracin durante ms tiempo. La pila Grove (1839) utiliza como despolarizador el cido ntrico NO3H. Su fuerza electromotriz es de 1,9 a 2,0 V. Originariamente utilizaba platino para el nodo, pero Cooper y Bunsen lo sustituyeron luego por carbn; el ctodo era de zinc tratado con mercurio. Fue muy apreciado por su estabilidad y su mayor energa, a pesar del gran inconveniente que representa la emisin de humos corrosivos. El mismo Grove y en el mismo ao elabor una pila que produca energa elctrica por medio de la recombinacin de hidrgeno y de oxgeno, lo que constituye el precedente de los generadores contemporneos conocidos como pilas de combustible. La pila Leclanch (1868) utiliza una solucin de cloruro amnico en la que se sumergen electrodos de cinc y de carbn, rodeado ste ltimo por una pasta de dixido de manganeso y polvo de carbn como despolarizante. Suministra una tensin de 1,5 V y su principal ventaja es que se almacena muy bien, pues el cinc no es atacado ms que cuando se extrae corriente del elemento. Este tipo de pila sirvi de base para el importante avance que constituy la pila denominada seca, al que pertenecen prcticamente todas las utilizadas hoy. Los tipos hasta ahora descriptos eran denominados hmedos, pues contenan lquidos, que no slo hacan inconveniente su transporte, sino que solan emitir gases peligrosos y olores desagradables. Las pilas secas, en cambio, estaban formadas por un recipiente cilndrico de zinc, que era el polo negativo, relleno de una pasta electroltica, y por una barra de carbn en el centro (electrodo positivo), todo ello sellado para evitar fugas. Previamente se haban realizado otro tipo de pilas secas, como la de Zamboni (1812), pero eran dispositivos puramente experimentales, que no proporcionaban ninguna corriente til. La sequedad es relativa, en primer lugar porque un elemento rigurosamente seco no suministrara electricidad alguna, de modo que lo que se encuentra en el interior de las pilas es una pasta o gel, cuya humedad se procura por todos los medios a conservar, pero adems porque el uso y el paso del tiempo tienden a corroer (desgastar) el contendedor, de modo que la pila puede verter parte de su electrolito al exterior, donde puede atacar a otros metales. Por esta razn se recomienda extraerlas cuando no se utilizan durante mucho tiempo o cuando ya han trabajado mucho. Este inconveniente

est muy atenuado en los productos de finales del siglo XX gracias a la utilizacin de recipientes de acero inoxidable, pero todava se produce alguna vez. Importantes en otro sentido han sido las pilas patrn, destinadas a usos de calibracin y determinacin de unidades, como la pila Clark (1870), de zinc y mercurio, cuya tensin era de 1,457 V, y la pila Weston (1891), de cadmio y mercurio, con 1,018 V. Estas tensiones se miden en vaco, es decir, sin tener ninguna carga externa conectada, y a una temperatura constante de 20 C.

Biografa de Alessandro Volta: fsico y pionero en los estudios de la electricidad,naci en Como, Lombarda, Italia, el 18 de febrero de 1745, en el seno de una familia de nobles. A los siete aos falleci el padre y la familia tuvo que hacerse cargo de su educacin. Desde muy temprano se interes en la fsica y a pesar del deseo de su familia de que estudiara una carrera jurdica, l se las ingeni para estudiar ciencias. En 1773 contrajo matrimonio con Teresa Peregrini, con la que tuvo tres hijos. Al ao siguiente pas a ser profesor de fsica de la Royal School de Como. En 1775 invent el electrforo, dispositivo con el que poda producir corriente esttica; en 1778, interesado por la composicin de los gases, descubri y aisl el gas metano. Ese descubrimiento le abre las puertas de la fama dentro de la comunidad cientfica de la poca y le da la oportunidad de conocer y relacionarse con otros cientficos. Un ao despus lo nombran catedrtico de fsica experimental de la Universidad de Pavia. En 1780 Luigi Galvani, cientfico y profesor de anatoma de la Universidad de Bolonia, en Italia, descubri que al conectar dos metales diferentes en el muslo de una rana, se generaba una pequea corriente elctrica que se poda medir. Cuando en 1791 se publicaron los resultados de sus experimentos para obtener electricidad animal, Volta se propuso encontrar otras alternativas que le permitieran obtener electricidad sin utilizar tejido animal. A partir de 1794 comenz a experimentar con diferentes tipos de metales en sustitucin de los tejidos orgnicos y en 1800 descubri que colocando dos metales diferentes, de forma separada, dentro de un vaso conteniendo salmuera (agua y sal), se generaba igualmente electricidad. Mediante las mltiples pruebas que realiz pudo determinar que los metales ms apropiados para esa funcin eran el zinc y la plata (que posteriormente sustituira por cobre). El siguiente paso fue experimentar lo qu ocurrira si conectaba varios vasos entre s. Debido a que con salmuera lquida era engorroso realizar esos experimentos, ide la alternativa de impregnar cartn con la salmuera, sustituyendo posteriormente ese material por un pao empapado igualmente en salmuera, ocultndolo entre los dos metales, para formar una celda. De esa manera pudo unir varias entre s, colocndolas unas encima de las otras, hasta formar una batera de celdas conectadas en serie. Para mejorar su primera pila, Volta sustituy el electrodo de plata por otro de cobre (Cu), mantuvo el electrodo de zinc (Zn) e impregn un trozo de tela o pao en salmuera (mezcla de sal y agua) para evitar su derrame al mantenerla en forma lquida. A continuacin empared el trozo de tela hmedo entre los dos electrodos metlicos, creando as una celda capaz de generar una pequea tensin o voltaje.

El lmite de celdas que se podan conectar unas encima de las otras formando una conexin elctrica en serie, lo determinaba solamente el peso que las mismas ejercan sobre los paos humedecidos, que si se compriman en exceso provocaba el derrame del lquido. No obstante, colocando las celdas de esa forma Volta logr producir una tensin o voltaje lo suficientemente elevado como para producir un shock elctrico. Haba inventado as la batera elctrica en su forma ms elemental, a partir de la pila que lleva su nombre. Al mismo tiempo estableci la teora de la serie de tensiones. El 20 de marzo de ese mismo ao comunic por escrito los resultados de su descubrimiento a la Royal London Society, de Inglaterra y el 2 de noviembre de 1801 el Instituto Nacional de Ciencias de Francia le otorg su ms alto galardn: la Medalla de Oro al Mrito Cientfico. A partir de ese descubrimiento su fama se extendi por toda Europa. En 1801 Volta tuvo ocasin tambin de mostrar su invento en Pars, al mismsimo emperador Napolen Bonaparte, quien lo apoy para que continuara realizando experimentos y le otorg el ttulo de conde y senador del reino de Lombarda.

Corriente elctrica.Se denomina corriente elctrica al flujo de carga elctrica a travs de un material sometido a una diferencia de potencial. Histricamente, se defini como un flujo de cargas positivas y se fij el sentido convencional de circulacin de la corriente como un flujo de cargas desde el polo positivo al negativo. Sin embargo, posteriormente se observ, gracias al efecto Hall, que en los metales los portadores de carga son electrones, con carga negativa, y se desplazan en sentido contrario al convencional. A partir de la corriente elctrica se definen dos magnitudes: la intensidad y la densidad de corriente. El valor de la intensidad de corriente que atraviesa un circuito es determinante para calcular la seccin de los elementos conductores del mismo.

La intensidad de corriente (I) en una seccin dada de un conductor (s) se define como la carga elctrica (Q) que atraviesa la seccin en una unidad de tiempo (t):

. Si la intensidad de corriente es constante, entonces

La densidad de corriente (j) es la intensidad de corriente que atraviesa una seccin por unidad de superficie de la seccin (S).

Relacin existente entre la intensidad y la densidad de corriente.

Corriente contina.Se denomina corriente continua (CC en espaol, en ingls DC, de Direct Current) al flujo de cargas elctricas que no cambia de sentido con el tiempo. La corriente elctrica a travs de un material se establece entre dos puntos de distinto potencial. Cuando hay corriente continua, los terminales de mayor y menor potencial no se intercambian entre s. Es errnea la identificacin de la corriente continua con la corriente constante (ninguna lo es, ni siquiera la suministrada por una batera). Es continua toda corriente cuyo sentido de circulacin es siempre el mismo, independientemente de su valor absoluto. Su descubrimiento se remonta a la invencin de la primera pila voltaica por parte del conde y cientfico italiano Alessandro Volta. No fue hasta los trabajos de Edison sobre la generacin de electricidad, en las postrimeras del siglo XIX, cuando la corriente continua comenz a emplearse para la transmisin de la energa elctrica. Ya en el siglo XX este uso decay en favor de la corriente alterna, que presenta menores prdidas en la transmisin a largas distancias, si bien se conserva en la conexin de redes elctricas de diferentes frecuencias y en la transmisin a travs de cables submarinos. Actualmente (2008) se est extendiendo el uso de generadores de corriente continua a partir de clulas fotoelctricas que permiten aprovechar la energa solar. Cuando es necesario disponer de corriente continua para el funcionamiento de aparatos electrnicos, se puede transformar la corriente alterna de la red de suministro elctrico mediante un proceso, denominado rectificacin, que se realiza con unos dispositivos llamados rectificadores, basados en el empleo de diodos semiconductores o tiristores (antiguamente, tambin de tubos de vaco).21

Rectificador de corriente alterna en continua, con puente de Gratz. Se emplea cuando la tensin de salida tiene un valor distinto de la tensin de entrada.

Corriente alterna.Se denomina corriente alterna (simbolizada CA en espaol y AC en ingls, de Alternating Current) a la corriente elctrica en la que la magnitud y direccin varan cclicamente. La forma de onda de la corriente alterna ms comnmente utilizada es la de una onda sinoidal. En el uso coloquial, "corriente alterna" se refiere a la forma en la cual la electricidad llega a los hogares y a las empresas. El sistema usado hoy en da fue ideado fundamentalmente por Nikola Tesla, y la distribucin de la corriente alterna fue comercializada por George Westinghouse. Otros que contribuyeron al desarrollo y mejora de este sistema fueron Lucien Gaulard, John Gibbs y Oliver Shallenger entre los aos 1881 y 1889. La corriente alterna super las limitaciones que aparecan al emplear la corriente continua (CC), la cual constituye un sistema ineficiente para la distribucin de energa a gran escala debido a problemas en la transmisin de potencia. La razn del amplio uso de la corriente alterna, que minimiza los problemas de trasmisin de potencia, viene determinada por su facilidad de transformacin, cualidad de la que carece la corriente continua. La energa elctrica trasmitida viene dada por el producto de la tensin, la intensidad y el tiempo. Dado que la seccin de los conductores de las lneas de transporte de energa elctrica depende de la intensidad, se puede, mediante un transformador, modificar el voltaje hasta altos valores (alta tensin), disminuyendo en igual proporcin la intensidad de corriente. Esto permite que los conductores sean de menor seccin y, por tanto, de menor costo; adems, minimiza las prdidas por efecto Joule, que dependen del cuadrado de la intensidad. Una vez en el punto de consumo o en sus cercanas, el voltaje puede ser de nuevo reducido para permitir su uso industrial o domstico de forma cmoda y segura. Las frecuencias empleadas en las redes de distribucin son 50 y 60 Hz. El valor depende del pas.

Onda senoidal.

Voltaje de las fases de un sistema trifsico. Entre cada una de las fases hay un desfase de 120.

Principios de funcionamientoAunque la apariencia de cada una de estas celdas sea simple, la explicacin de su funcionamiento dista de serlo y motiv una gran actividad cientfica en los siglos XIX y XX, as como diversas teoras, y la demanda creciente que tiene este producto en el mercado sigue haciendo de l objeto de investigacin intensa. El agua que tenga sales disueltas, es decir, agua ordinaria o agua con sal aadida, es un ejemplo de electrolito, pues el agua pura es prcticamente un aislante elctrico. El electrolito es conductor porque contiene iones libres, partculas dotadas de carga elctrica que pueden desplazarse por su interior. Si se sumergen en l dos electrodos y se hace pasar una corriente elctrica por el circuito as formado, se producen reacciones qumicas entre las sustancias del conjunto. Este proceso es el conocido fenmeno de la electrlisis. Las pilas son el proceso inverso de la electrlisis, es decir, en ellas los elementos estn dispuestos de tal modo que la reaccin qumica que se produce entre sus constituyentes cuando se cierra el circuito genere una diferencia de potencial en los electrodos, de modo que se pueda suministrar corriente elctrica a una carga externa. El funcionamiento de una pila se basa en el potencial de contacto entre un metal y un electrolito, esto es, el potencial que se produce al poner en contacto un metal con un lquido.

As, al introducir una placa de zinc (Zn) en agua, el zinc se disuelve algo en forma de iones Zn++ que pasan al lquido; esta emisin de iones hace que la placa adquiera una carga negativa respecto al lquido, pues tiene ahora un exceso de electrones, crendose entre ambos una diferencia de potencial. Los iones que estn en el lquido ejercen una presin que se opone a la continuacin de la disolucin, la cual se detendr cuando se alcance un valor determinado, llamado tensin de disolucin. Cuando se cierra el circuito externo, los electrones del zinc retornan a travs de l al polo opuesto, mientras que en el interior del electrolito se reanuda la corriente de iones que circula en sentido contrario. La imagen precedente muestra el esquema electroqumico de una celda Daniell, que se describe luego con ms detalle incidentalmente, obsrvese que las denominaciones de nodo y ctodo se utilizan sobre la base del flujo de electrones por el circuito externo y no en el sentido habitual, segn el cual la corriente va del polo positivo al negativo.

Capacidad totalLa capacidad total de una pila se mide en amperios x hora (Ah); es el nmero mximo de amperios que el elemento puede suministrar en una hora. Es un valor que no suele conocerse, ya que no es muy esclarecedor dado que depende de la intensidad solicitada y la temperatura. Cuando se extrae una gran corriente de manera continuada, la pila entrega menos potencia total que si la carga es ms suave. Tambin en esto las pilas alcalinas son mejores. Una de tipo D tiene una capacidad de entre 9 Ah con una carga de 1 A y 12 Ah con una carga de 1 mA, mientras que los correspondientes valores para una de carbn-zinc son 1 y 7,5, respectivamente.

Dependencia de la temperaturaComo todas las reacciones qumicas, las que se producen dentro de una pila son sensibles a la temperatura, acelerndose normalmente cuando sta aumenta, lo que se traducir en un pequeo aumento de la tensin. Ms importante es el caso de la bajada, pues cuando se alcanzan las de congelacin muchas pilas pueden dejar de funcionar o hacerlo defectuosamente, cosa que suelen advertir los fabricantes. Como contrapartida, si se almacenan las pilas refrigeradas, se prolongar su buen estado.

Pila VoltaicaUna pila voltaica aprovecha la electricidad de una reaccin qumica espontnea para encender una bombilla (foco). Las tiras de cinc y cobre, dentro de disoluciones de cido sulfrico diluido y sulfato de cobre respectivamente, actan 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 reaccin genera una corriente elctrica. Obsrvese que el metal de la tira de cinc se consume (oxidacin) y la tira desaparece. La tira de cobre crece al reaccionar los electrones con la disolucin de sulfato de cobre para producir metal adicional (reduccin). Si se sustituye la bombilla por una batera la reaccin se invertir, creando una clula electroltica.

La pila Daniell:Dos placas, electrodos, una de Cu y otra de Zn. Dos disoluciones: una de sulfato de cobre (II) y otra de sulfato de Cinc ambas de concentracin 0,1 M.

Un puente salino (tubo en U) de nitrato de potasio entre las dos disoluciones. Los extremos del tubo los taponamos con fibra de vidrio. Tambin puede ponerse una disolucin y su electrodo en un vaso poroso (como un tiesto de barro) y ste en un vaso mayor que contenga la otra disolucin y su electrodo. El vaso poroso hace la misma funcin que el puente salino: introduce iones nitrato, e iones potasio en las disoluciones para neutralizarlas.

Reaccin qumica Experimento Pila de Daniell:Un ejemplo del funcionamiento de una pila esta descrito por la denominada pila de Daniell que se construye con una lmina de cobre y otra de zinc introducidas en una disolucin acuosa de sulfato de cobre. Ambas lminas, llamadas electrodos, se unen mediante un conductor electrnico (por ejemplo un hilo de cobre). En esta situacin, los tomos de zinc se oxidan, pierden electrones y pasan a la disolucin como iones positivos. Simultneamente, los iones positivos de cobre que estn en la disolucin se reducen, ganan electrones y se depositan como tomos de cobre metlico sobre el electrodo de cobre. Las reacciones descritas anteriormente se las representa grficamente a continuacin:

Funcionamiento de la pila de Daniell Entre las reacciones que se presentan en el ctodo (electrodo con carga positiva), se encuentra la reaccin de reduccin ya que el cobre gana electrones y la reaccin ser: Lo que indica que la barra de cobre gana peso. En cuanto al la reaccin del nodo (electrodo con carga negativa), se tiene una reaccin de oxidacin, puesto que el zinc pierde electrones, la reaccin que representa este esquema esta descrita por: Cul significa que la barra de zinc pierde peso. Por lo tanto en una pila se est produciendo: - Una reaccin qumica de oxidacin y otra de reduccin - Una corriente elctrica de 1 especie o electrnica travs del hilo que une los dos electrodos - Una corriente elctrica de 2 especie o inica a travs de la disolucin en la que estn sumergidos los electrodos. Si alguno de estos fenmenos deja de producirse, la pila deja de funcionar. Por ejemplo: - Si se acaba el Zn o el Cu2+, no puede producirse la oxidacin o la reduccin. Esto es lo que ocurre cuando se "gasta" una pila. - Si se abre el circuito electrnico, no puede producirse la corriente electrnica. Es lo que ocurre cuando apagamos el aparato elctrico que "funciona a pilas"

Las pilas Alcalinas de Manganeso:Con un contenido de mercurio que ronda el 0,1% de su peso total, es una versin mejorada de la pila anterior en la que se ha sustituido el conductor inico cloruro de amonio por hidrxido potsico (de ah su nombre de alcalina). El recipiente de la pila es de acero y la disposicin del zinc y del xido de manganeso (IV) es la contraria, situndose el zinc, ahora en polvo, en el centro. La cantidad de mercurio empleada para regularizar la descarga es mayor. Esto le confiere mayor duracin, ms constancia en el tiempo y mejor rendimiento. Por contra su precio es ms elevado. Tambin suministra una fuerza electromotriz de 1,5 V. Se utiliza en aparatos de mayor consumo como: grabadoras porttiles, juguetes con motor, flashes electrnicos. El nodo es de zinc amalgamado y el ctodo es un material despolarizador que es en base a dixido de manganeso, xido mercrico mezclado ntimamente con grafito, y en casos extraos oxido de plata Ag2O (estos dos ltimos son de uso muy costoso, peligrosos y txicos) a fin de reducir su resistividad elctrica. El electrolito es una solucin de hidrxido potsico (KOH), el cual presenta una resistencia interna bajsima, lo que permite que no se tengan descargas internas y la energa pueda ser acumulada durante mucho tiempo. Este electrolito en las pilas comerciales es endurecido con gelatinas o derivados de la celulosa. Dentro de las reacciones que se presentan en la pila alcalina se tiene: La reaccin en el nodo es:

La reaccin del ctodo es:

Existe cierta innovacin que dentro de unos aos estar en el mercado que es la pila de aire, que la reaccin en el ctodo es:

Este tipo de pila se fabrica en dos formas. En una, el nodo consta de una tira de zinc corrugada devanada en espiral de 0.051 a 0.13 mm de espesor que se amalgama despus de armarla. Hay dos tiras de papel absorbente resistente a los lcalis nter devanadas con la tira de papel de zinc, de modo que el zinc sobresalga por la parte superior y el papel por la parte inferior. El nodo est aislado de la caja metlica con un manguito de poli estireno. La parte superior de la pila es de cobre y hace contacto con la tira de zinc para formar la Terminal negativa de la pila. La pila est sellada con un ojillo o anillo aislante hecho de neopreno. La envoltura de la pila es qumicamente inerte a los ingredientes y forma el electrodo positivo

Tipos de Pilas - Bateras:Generalmente las pilas se pueden dividir en dos grandes tipos, las pilas primarias y las pilas secundarias. Las pilas primarias son aquellas que se agotan y son desechadas, las secundarias son las que pueden recargarse, esta clase de pilas son llamadas bateras.

Pero lo ms frecuente es que los consumidores diferencien las pilas sobre todo por su forma. Segn esta fcil divisin podemos hablar de pilas cilndricas y pilas de botn. Las primeras tienen un tamao mayor que las segundas y se presentan como un cilindro o figura rectangular. Se emplean en aparatos de mayor tamao, como radios, relojes despertadores etc. Las pilas botn, en cambio, son bastante ms pequeas y se utilizan para dispositivos ms reducidos, como relojes de pulsera, videojuegos, audfonos. Pilas primarias o no recargables: Pilas cidas, pilas salinas, tipo Leclanch, o de cinc/carbono (Zn/C), o Pilas secas basadas en la oxidacin del cinc en medio ligeramente cido, estn compuestas por cinc metlico, cloruro de amonio y dixido de manganeso. Son las llamadas pilas comunes. Sirven para aparatos sencillos y de poco consumo. Pilas alcalinas o de cinc/dixido de manganeso (Zn/MnO2): la diferencia con la pila seca es el electrolito utilizado, en este caso, hidrxido de potasio, en vez de cloruro de amonio, y el cinc est en polvo. Son las de larga duracin. Casi todas vienen blindadas, lo que dificulta el derramamiento de los constituyentes. Sin embargo, este blindaje no tiene duracin ilimitada. Pilas de litio: Producen tres veces ms energa que las pilas alcalinas, considerando tamaos equivalentes, y poseen tambin mayor voltaje inicial que stas (3 voltios). Se utilizan en relojes, calculadoras, flashes de cmaras fotogrficas y memorias de computadoras. Pilas de monofluoruro de litio-carbono: Estas han sido una de las pilas de litios mas comercialmente exitosas, de larga vida, alta densidad energtica, buena adaptacin a temperaturas y con un voltaje de 3.2 volts. Sin embargo, el costo de monofluoruro de carbono es alto. Pilas de Litio-thionyl (lithium-thionyl): este tipo de pila provee la ms alta densidad energtica disponible comercialmente. El cloruro de thionyl no sirve solo como un solvente del electrolito sino que tambin como material del ctodo. Su funcionamiento es impresionante, ya sea a temperatura ambiente o hasta -54 grados Celsius, por muy debajo del punto donde sistemas lquidos dejan de funcionar. Se usa en equipos militares, vehculos aerospaciales Pilas de dixido de litio-sulfuro: Este tipo de pila ha sido extensivamente usado en los sistemas de energa de emergencia de muchos aviones entre otros usos. El ctodo consiste en un gas bajo presin con otro qumico como electrodo salino; muy parecido al funcionamiento del sistema anterior. Pilas primarias tipo botn: son llamadas as, las pilas de tamao reducido, de forma chata y redonda. El mercado de artculos electrnicos requiere cada vez ms de ellas. Son imprescindibles para audfonos, marcapasos, relojes, calculadoras y aparatos mdicos de precisin. Su composicin es variada.

Pilas de xido mercrico: son las ms txicas, contienen un 30 % aprox. de mercurio. Deben manipularse con precaucin en los hogares, dado que su ingestin accidental, lo que es factible por su forma y tamao, puede resultar letal. Pilas de xido de plata: Son de tamao pequeo, usualmente de tipo botn. Contienen 1 % de mercurio aproximadamente por lo que tienen efectos txicos sobre el ambiente. Pilas de cinc-aire: Se las distingue por tener gran cantidad de agujeros diminutos en su superficie. Tienen mucha capacidad y una vez en funcionamiento su produccin de electricidad es continua. Contienen ms del 1 % de mercurio, por lo que presentan graves problemas residuales. Pilas botn de litio y dixido de manganeso: Tienen de 2 a 4 veces ms potencia que las alcalinas de manganeso. Ligeras.

Pilas secundarias o bateras recargables:Bateras plomo/cido: Normalmente utilizadas en automviles, sus elementos constitutivos son pilas individualmente formadas por un nodo de plomo, un ctodo de xido de plomo y cido sulfrico como medio electroltico. No deben ser descargadas totalmente. Bateras hermticas de plomo: Son como las de arranque de automocin pero de menor peso y tamao, para arranque de pequeas maquinas. Bateras de nquel/cadmio (Ni/Cd): estn basadas en un sistema formado por hidrxido de nquel, hidrxido de potasio y cadmio metlico. Poseen ciclos de vida mltiples, presentando la desventaja de su relativamente baja tensin. Pueden ser recargadas hasta 1000 veces y alcanzan a durar decenas de aos. No contienen mercurio, pero el cadmio es un metal con caractersticas txicas. Cada vez se usan menos, debido a su efecto memoria y al cadmio, muy contaminante. Sin embargo, tienen una mayor capacidad de corriente de las Ni/MH. Por el mencionado efecto memoria, deben ser descargadas completamente de vez en cuando para recuperar la carga total. Bateras de nquel/hidruro metlico (Ni/MH): Son pilas secundarias como las de nquel/cadmio, pero donde el cadmio ha sido reemplazado por una aleacin metlica capaz de almacenar hidrgeno, que cumple el papel de nodo. El ctodo es xido de nquel y el electrolito hidrxido de potasio. La densidad de energa producida por las pilas Ni/MH es el doble de la producida por las Ni/Cd, a voltajes operativos similares, por lo que representan la nueva generacin de pilas recargables que reemplazar a estas ltimas. Son mas caras que las de Ni-Cd, tienen aproximadamente un 50 % ms de energa a igualdad de peso, pero al igual que stas tienen efecto memoria. Bateras de zinc-aire Plata-zinc: Son de alto coste debido a su contenido en plata. Tienen la mayor densidad de energa de todas las bateras secundarias.

Bateras de litio: Emplean el litio como nodo. Dentro de este tipo podemos hablar tambin de las pilas de ion-litio, que tienen un electrolito con sales de litio, adems de que su nodo es tambin de este material. Las bateras Li-Ion son bateras que no sufren el llamado efecto memoria y que cuentan con una gran capacidad especfica. Actualmente se han extendido mucho en muchos aparatos electrnicos de consumo. No se deben descargar del todo habitualmente. S que se debe hacer una descarga completa una vez al mes. No hay que vaciarla completamente, con que estn muy vacas es suficiente. Es mejor no cargarlas cuando tienen ms de un 50% de carga. Cuando se vayan a almacenar mucho tiempo, se recomienda dejarlas con carga intermedia. Si el aparato que la usa, se puede usar enchufado a la red y mientras tambin la carga, se debe evitar que est enchufado y con la batera ya llena, pues disminuye su capacidad. La primera carga es la que ms afecta a la duracin de la batera. No est muy claro lo que hay que hacer, pero algunas recomendaciones son: que su primera carga sea bastante larga (de 10 a 15 horas) y usarla normalmente. O lo anterior, ms una descarga total y cargarla normalmente, para dar el uso habitual. Las bateras de litio tienen la desventaja de que independientemente de su uso, slo tienen una vida til de 3 aos. Se pueden cargar entre 300 y 600 veces, menos que una batera de Ni-Cd o Ni-H. Son ms caras.

Contaminacin de las pilas:Las pilas son arrojadas con el resto de la basura siendo vertidas en basureros, es all donde sufren la corrosin de sus carcazas, producindose el derrame de los electrolitos internos, arrastrando los metales pesados. Se da la liberacin de sus componentes txicos a los suelos, aguas superficiales y subterrneas. Los incendios de los basureros, representan un aporte significativo de sus contaminantes al aire. Las pilas comunes estn compuestas de carbn y zinc, adems de un alto contenido de mercurio. En las pilas alcalinas el contenido de mercurio tambin es alto y estn fabricadas a partir de dixido de manganeso y zinc. Estudios mdicos han demostrado que un alto nivel de mercurio en la sangre provoca cambios de personalidad, prdida de visin, sordera, problemas en los riones y pulmones. Es altamente peligroso para las mujeres embarazadas. La mayora de las pilas y bateras recargables, actualmente carecen de mercurio. Sin embargo contienen nquel y cadmio, dos metales pesados txicos. El cadmio es calificado como cancergeno, causante de trastornos en el aparato digestivo, produce lesiones en los pulmones. Al ingerirse se acumula en los riones. El cadmio emitido al ambiente se disuelve parcialmente en el agua pero no se degrada, por lo que las plantas y animales asimilan este metal, permaneciendo en el organismo durante largo tiempo. El efecto adverso ms comn de exposicin al nquel es una reaccin alrgica, algunas personas podran sufrir ataques de asma luego de perodos de exposicin. Ciertos compuestos del nquel son posiblemente carcingenos para los seres humanos. Dado que el mayor volumen consumido de pilas son alcalinas y de carbn-zinc (aproximadamente el 76% del consumo total), el xido de manganeso contenido en ellas es el contaminante que en mayor volumen se ha liberado al medio ambiente. La exposicin a niveles de manganeso muy altos durante largo tiempo ocasiona

perturbaciones mentales y emocionales, y provoca movimientos lentos y faltos de coordinacin.

Electrodinmica:La electrodinmica es la rama del electromagnetismo que trata de la evolucin temporal en sistemas donde interactan campos elctricos y magnticos con cargas en movimiento.

Electrodinmica clsicaAlbert Einstein desarroll la relatividad especial merced a un anlisis de la electrodinmica. Durante finales del siglo XIX los fsicos se percataron de una contradiccin entre las leyes aceptadas de la electrodinmica y la mecnica clsica. En particular, las ecuaciones de Maxwell predecan resultados no intuitivos como que la velocidad de la luz es la misma para cualquier observador y que no obedece a la invariancia de Galileo. Se crea, pues, que las ecuaciones de Maxwell no eran correctas y que las verdaderas ecuaciones del electromagnetismo contenan un trmino que se correspondera con la influencia del ter lumnico. Despus de que los experimentos no arrojasen ninguna evidencia sobre la existencia del ter, Einstein propuso la revolucionaria idea de que las ecuaciones de la electrodinmica eran correctas y que algunos principios de la mecnica clsica eran inexactos, lo que le llev a la formulacin de la relatividad especial. Unos quince aos antes del trabajo de Einstein, Wiechert y ms tarde Linard, buscaron las expresiones de los campos electromagnticos de cargas en movimiento. Esas expresiones, que incluan en efecto del retardo de la propagacin de la luz, se conocen ahora como potenciales de Linard-Wiechert. Un hecho importante que se desprende del retardo, es que un conjunto cargas elctricas en movimiento ya no puede ser descrito de manera exacta mediante ecuaciones que slo dependa de las velocidades y posiciones de las partculas. En otras palabras, eso implica que el lagrangiano debe contener dependencias de los "grados de libertad" internos del campo.

Conclusin:Hoy en da el uso de las pilas es indispensable ya que muchos elementos de la actualidad (controles remotos, relojes, calculadoras, radios etc.) requieren el uso de ellas. El problema existente de las pilas es el tratado que necesitan una vez usadas. Su contenido es de alta toxicidad, y por eso requiere un manejo adecuado para no contaminar. Adems de la contaminacin que genera en el medio ambiente, la contaminacin puede llegar a las personas y producir varias enfermedades. La solucin a este problema seria un buen manejo de las pilas en desuso, con lugares donde se puedan tirar y sean llevadas a centros donde se les de un fin no contaminante. No seria una solucin barata ya que los gobiernos deberan

implementar un plan para el manejo de las pilas usadas. Esto llevara un costo importante y no convendra. Tambin encarecera los costos totales de las pilas y en un presente representara un gasto, pero en un futuro una buena inversin para no contaminante.

Bibliografa:http://es.wikipedia.org/wiki/Celda_galvanica www.biografiasyvidas.com/biografia/v/volta http://naturalle.blogspot.com/2007/03/contaminacin-de-pilas-y-bateras.html