Apuntes y cursos para estudiantes
Funcionamiento y Componentes Esenciales de la Batería del Automóvil
1. Necesidad y Función de la Batería en los Automóviles
La batería es un acumulador de electricidad. Recibe energía eléctrica de una fuente exterior, la transforma en energía química y la almacena hasta que la transforma de nuevo en energía eléctrica cuando es requerida.
Nuestros Móviles También Tienen Batería
La batería del automóvil realiza la misma función que la de nuestros móviles: las cargamos con electricidad, se descargan por el uso hasta que volvemos a cargarlas y, con el paso del tiempo, hay que sustituirlas.
El Circuito de Carga: Alternador y Batería
En el automóvil, el alternador es el encargado de facilitar la electricidad necesaria para los distintos servicios (chispa, alumbrado, luneta térmica, radio, etc.), además de ser el que carga la batería.
Cuando el alternador no está generando electricidad porque el motor térmico está parado, es la batería la encargada de suministrar esta electricidad.
El conjunto formado por el alternador y la batería se denomina circuito de carga. Así pues, cuando el alternador está generando electricidad, la suministra a los distintos servicios y carga la batería. Pero cuando no está funcionando, es la batería la encargada de facilitar la electricidad a los distintos consumos.
Al estar en paralelo con el alternador, la batería actúa como estabilizador de la corriente, compensando las sensibles variaciones de la tensión de salida del conjunto alternador-regulador.
Función Esencial: El Motor de Arranque
Hay un consumo que nunca se podrá alimentar con el alternador: el motor de arranque. Al ser el encargado de poner en funcionamiento el motor térmico del vehículo, necesita electricidad en unas condiciones en las que el alternador nunca está generándola.
La batería es la encargada de suministrar electricidad al motor de arranque para poner en funcionamiento el motor térmico del vehículo.
Además, facilita electricidad a los distintos servicios cuando el motor térmico no está en funcionamiento. Sin batería, cuando estuviéramos estacionados no podríamos escuchar música en la radio, ni poner las luces de emergencia, ni bajar las ventanillas, etc.
La Batería es Indispensable para el Arranque
Si no dispusiéramos de batería, hoy en día sería imposible poner en funcionamiento el motor térmico del vehículo. Con el giro manual que deberíamos dar desde el exterior al cigüeñal, nunca llegaríamos a una velocidad suficiente para que el alternador alcanzara los 10 voltios necesarios para conseguir que la unidad de control se pusiera en funcionamiento y activara los circuitos auxiliares del motor (chispa, bomba de gasolina, etc.).
Resumen de la Misión de la Batería
- ¿Cuál es la misión de la batería en el automóvil? Se encarga de suministrar electricidad al motor de arranque para poner en funcionamiento el motor térmico del vehículo, al mismo tiempo que facilita electricidad a los distintos servicios cuando el motor térmico no está en funcionamiento.
- ¿Qué elemento del automóvil es el encargado de cargar la batería? El alternador.
- Similitud con los móviles: La batería del automóvil realiza la misma función que la de nuestros móviles: las cargamos con electricidad, se descargan por el uso hasta que volvemos a cargarlas y, con el paso del tiempo, hay que sustituirlas.
2. Componentes y Estructura Interna de una Batería
Las baterías están constituidas por un recipiente en forma de prisma rectangular con unos orificios con tapa en su parte superior.
Los Vasos y el Electrolito
En el interior de la batería hay unas separaciones que forman recipientes aislados unos de otros llamados vasos.
- Las baterías de los turismos suelen tener seis vasos.
- Las de camiones y autobuses suelen tener doce vasos.
En el interior de cada vaso, encontramos un líquido denominado electrolito, que está constituido por agua destilada (H₂O) y ácido sulfúrico (H₂SO₄).
Placas y Materia Activa
Sumergidas en el interior del vaso, hay unas placas positivas y otras negativas intercaladas entre sí. Siempre hay una placa negativa más que positiva.
Las placas positivas están separadas de las placas negativas por un separador fabricado con material aislante, constituyendo este conjunto de placas un bloque compacto.
Las placas están constituidas por unas rejillas de plomo con antimonio. En cada uno de sus huecos tenemos materia activa:
- Placas positivas: Peróxido de plomo (PbO₂).
- Placas negativas: Plomo esponjoso (Pb⁺⁴).
Unión de Placas y Bornes
Las placas se encuentran apoyadas sobre unos nervios que sirven para evitar que, en caso de desprenderse una pequeña parte de la materia activa, esta realice un cortocircuito entre las placas positivas y las negativas.
El conjunto de placas positivas de cada vaso está unido por su parte superior a un único conductor o puente de unión, constituyendo una unión en paralelo entre placas. Igualmente, el conjunto de placas negativas está unido de la misma manera.
Los dos conductores que salen de cada vaso están unidos en serie con los conductores resultantes de los vasos contiguos.
En cada extremo de la batería, por su parte exterior, se hallan los bornes (positivo y negativo). Estos bornes no son más que los conductores libres de los vasos extremos.
Cálculo de Tensión (Voltaje)
En cada vaso se puede alcanzar una tensión máxima de 2,2 V. La conexión en serie de los vasos determina el voltaje total de la batería:
- Baterías de 12 V (Turismos): Seis vasos. Tensión total: 2,2 V × 6 vasos = 13,2 V (cuando está totalmente cargada).
- Baterías de 24 V (Camiones/Autobuses): Doce vasos. Tensión total: 2,2 V × 12 vasos = 26,4 V.
Mantenimiento y Tapones
Cada vaso presenta en su parte superior un orificio, que es por donde se efectúa la primera carga del electrolito y el posterior mantenimiento. Estos orificios disponen de un tapón para que el electrolito no se derrame cuando el automóvil esté en movimiento.
Dichos tapones tienen un orificio para facilitar la salida de los gases producidos durante los procesos de carga y descarga de la batería. El nivel del electrolito deberá sobrepasar en un centímetro la altura de las placas.
3. Preguntas de Repaso sobre la Batería
En la figura 11.12 (no incluida) está representado el interior de un vaso en el que podemos identificar una placa positiva y una negativa, rodeadas ambas por el electrolito. En la parte inferior de la figura 11.12, aparecen los nervios sobre los que se apoyan las placas para no tocar la parte inferior del vaso y así evitar cortocircuitos.
- ¿Cuántos son, en general, el número de vasos que tiene la batería de un turismo?
6 vasos.
- ¿A qué se le llama electrolito?
Es el líquido interno de los vasos, compuesto por agua destilada (H₂O) y ácido sulfúrico (H₂SO₄).
- ¿Qué sustancias componen el electrolito?
Agua destilada (H₂O) y ácido sulfúrico (H₂SO₄).
- ¿Qué sustancia compone la materia activa de la placa positiva de una batería? ¿Y de la negativa?
Positiva: Peróxido de plomo (PbO₂). Negativa: Plomo esponjoso (Pb⁺⁴).
- ¿Qué elemento nos encontramos entre la placa positiva y la negativa?
El separador (material aislante).
- ¿Cómo está conectado eléctricamente un vaso con el de al lado?
Están conectados en serie.