Para não perder o ritmo dinâmico da vida moderna, utilizamos cada vez mais dispositivos móveis e compactos, que dão uma sensação de individualidade e liberdade. Mas tal “voo autónomo” é impossível sem miniaturas e fontes de energia fiáveis, caso contrário telefones, leitores, câmaras, relógios e outros brinquedos electrónicos modernos congelariam sem movimento.
Agradecemos ao pessoal da QUANT pela assistência nos testes comparativos.
HITs modernos, prontos para o teste!
Actualmente, as fontes de corrente química CPS estão divididas em 3 tipos: células galvânicas, baterias e células de combustível FC . As células galvânicas e as baterias constituídas por elas são as principais fontes de corrente.
Geram corrente directamente através de processos químicos internos irreversíveis, pelo que só podem ser utilizados uma vez. Fontes secundárias baterias , pelo contrário, não geram electricidade por si próprias: primeiro retiram energia do exterior carga e depois libertam a energia armazenada. Tais ciclos de carga-descarga podem ser até várias centenas de vezes.
As células de combustível são um desenvolvimento promissor da CPS, embora o seu princípio de funcionamento tenha sido proposto por William Grove já no século XIX. Tal como as baterias comuns, fornecem electricidade através de reacções químicas oxidação-redução , mas a fonte dos electrões livres é o combustível hidrogénio, metanol e os eléctrodos servem apenas como catalisadores.
É por isso que estas células quase nunca se desgastam e a sua eficiência é de até 50%. Tudo o que tem de fazer é reabastecê-los a tempo. Apesar da introdução generalizada de baterias e da perspectiva de TE, as células galvânicas não perderam a sua posição e continuam a ser a fonte de corrente mais procurada.
Polo Voltaico – a origem do teste
A história das baterias pode ser traçada a partir das experiências do italiano Alessandro Volta, que desafiou a teoria da “electricidade animal” do cientista Luigi Galvani.
Ao experimentar arcos de cobre e zinco imersos em salmoura, mostrou que não era de todo uma fisiologia animal, mas sim uma reacção química que produzia electricidade. Em 1800 Volta continuou a sua investigação sobre o efeito galvânico, inventando a primeira fonte química de corrente contínua pilar Volta que forneceu uma “carga indestrutível” em contraste com o então descartável frasco de Leiden.
Outros desenvolvimentos por cientistas Cruikshank, Daniel, Grove, Bunsen, Grain et al. têm tido como objectivo aumentar o tempo de vida das células e baterias galvânicas, utilizando diferentes eléctrodos e electrólitos. É um protótipo das actuais células de zinco-carbono com electrólito salino as chamadas “baterias salinas” , frequentemente referidas como células Leclanchet, construídas por Georges Leclanchet em 1865.
Para acabar com o uso inconveniente do electrólito líquido, Karl Gassner desenvolveu células salinas secas, cuja produção industrial foi lançada pela primeira vez há mais de 100 anos, em 1896, pela National Carbon.
De onde vem a energia das células dos dedos??
Do ponto de vista físico, numa bateria, a energia é transformada de uma forma de energia química para outra forma eléctrica . A transferência de carga é conseguida através de uma mudança na energia interna. Visto através dos olhos de um químico, a célula reage oxidando um eléctrodo e reduzindo o outro. Neste processo, os iões metálicos que transportam uma carga positiva são transferidos do eléctrodo oxidante para o electrólito.
No entanto, é habitual classificar as baterias de acordo com as substâncias envolvidas na reacção, ou seja, o sistema electroquímico, e não pela reacção que ocorre. Actualmente, existem vários tipos de sistemas electroquímicos: lítio, manganese-zinco, mercury-zinco e prata-zinco.
As células de zinco de manganês são as mais utilizadas para alimentar aparelhos electrodomésticos e electrónicos. Este é um nome genérico que inclui vários tipos: células salinas, cloradas, alcalinas e despolarizadas ao ar.
Para os consumidores, as células de maior interesse são as células alcalinas alcalinas que utilizam um álcali sob a forma de uma solução aquosa de hidróxido de potássio como o electrólito. Graças ao seu bom desempenho, estão gradualmente a substituir outros tipos de células.
Por exemplo, trabalham bem em correntes de descarga elevadas, têm uma melhor hermeticidade e uma corrente de auto-descarga mais baixa. Altamente eficaz para descargas médias e sustentadas. As células alcalinas podem ser utilizadas em temperaturas que variam entre -25°C e +55°C e podem tolerar temperaturas mais baixas de uma forma satisfatória.
Autópsia revelada
Durante a era soviética, mais de mil milhões de células galvânicas de vários tamanhos e utilizações foram fabricadas no país. Mas após o desmembramento da União Soviética, algumas das fábricas com equipamento moderno acabaram por estar no estrangeiro Geórgia, Lituânia, etc. .d. , e depósitos de zinco no Cazaquistão.
A relação económica habitual foi perturbada, mas a necessidade de células apenas aumentou, e a Portugal assistiu a um afluxo de pilhas e acumuladores importados, que agora dominam o mercado.
Para efeitos de comparação, comprámos pilhas alcalinas do tamanho mais popular, que são referidas como LR6 1,5 V na norma europeia IEC, mas que são apropriadamente referidas como pilhas “em forma de dedo”.
1 As dimensões geométricas das baterias foram verificadas. Pois, se forem mais pequenas do que o padrão, o contacto será mau, e se forem maiores, as pilhas podem simplesmente não caber no compartimento das pilhas. As medições mostraram que os fabricantes estão a tentar utilizar as dimensões máximas possíveis, mas mesmo assim, ninguém foi além da norma.
2 Para baterias LR6 há também um limite de peso – máximo 25 g. Isto é natural, uma vez que são utilizados principalmente em aparelhos portáteis. Mas mesmo neste caso, não recebi qualquer queixa sobre nenhuma das células: todos os pesos estão dentro da norma.
3 Além disso, cada amostra foi aberta para investigar a sua construção e para pesar a massa de materiais activos. As pilhas Duracell Basic e Duracell Turbo tinham a maior massa de eléctrodo positivo. Os peritos também notaram o bom enchimento do eléctrodo negativo com massa de gel de zinco no Cosmos e GP.
Isto também é confirmado pelas radiografias tiradas para avaliar a localização dos materiais activos no interior do invólucro. Temos de admitir que todas as amostras são feitas a um nível de qualidade muito bom.
Usar menos e jogar mais tempo
Ao comprar pilhas alcalinas, o consumidor tem o direito de esperar que elas durem o tempo suficiente. É certo que a sua duração depende muito de onde são utilizados e com que intensidade.
Com isto em mente, todas as amostras foram testadas em stands especiais em quatro modos, simulando o funcionamento de rádios, motores e brinquedos, jogadores e lanternas, como exigido pela norma internacional IEC.
1 As baterias LR6 devem dar aos rádios transístores uma vida útil de pelo menos 60 horas, mas as amostras testadas excederam essa duração em mais de um terço. Se ligarmos o nosso receptor durante 4 horas por dia, então com baterias Cosmos, funcionará 87 horas. Quase o mesmo com Duracell Turbo 86 horas .
E embora com as baterias Sony o rádio se desligue antes das outras, 75,5 horas é um bom indicador. Deve ser mencionado que o funcionamento dos elementos em modo rádio é o mais longo, exigindo 5 semanas de testes de laboratório.
2 Como a maioria dos pais bem sabem, não há baterias suficientes para os brinquedos eléctricos, robots e carros das crianças. Por conseguinte, é particularmente agradável informar que as células alcalinas modernas são capazes de rodar motores eléctricos até ao dobro do tempo exigido pela norma 4 horas . Mais de 8 horas para as baterias Cosmos, um pouco menos para o resto das baterias. Por exemplo, as baterias Philips deram 7 horas e 15 minutos de energia, o que é um resultado muito bom.
3 Cada uma das amostras testadas pode fornecer uma fonte de alimentação estável para os jogadores actualmente tão populares. Duração média da bateria: 19 horas a da Sony foi ligeiramente inferior . Mas as baterias mais longas neste modo ainda duraram Duracell Turbo – 21 h 40 min., “Cosmos” 21 h 15 min. e Duracell Basic 20 h 45 min . .
4 Nas câmaras, quase toda a energia das pilhas é utilizada para o flash. Assim, medimos não o tempo de funcionamento, mas o número de pulsos 1000 mA necessários para piscar. Devem ser pelo menos 200. As células PCP produzem 220 pulsos e satisfazem os requisitos padrão, mas a Sony conseguiu produzir 420 e o GP ainda mais, 470. Mas as baterias Cosmos tiveram um desempenho superior a todas elas com um total de 520 PV.
O Cosmos tem mais energia livre
Conhecendo os tempos de funcionamento das baterias em diferentes modos pode calcular a capacidade eléctrica destas células medidas em ampere-hora Ah . Em termos simples, que “reserva” de energia tem cada bateria. Os cálculos mostraram que as células Cosmos e Duracell Turbo têm a maior capacidade média ver “The Duracell Turbo” . quadro 3 . Resultados ligeiramente piores para Philips e Sony 2,27 Ah .
Comparando a capacidade de uma bateria com o seu custo, o mais barato Amp-hora é o Cosmos 5 Euro. 73 cp. e GP. 77 cp. . A capacidade das outras células é visivelmente mais cara, especialmente a Duracell Basic 12 cpu. 13 kop. e Duracell Turbo 14 rbl. 44p. . A propósito, a diferença de preço entre as células Duracell Basic e Duracell Turbo é bastante grande, e a capacidade média é apenas 3,65% diferente.
É possível avaliar as baterias no modo “foto”, não com base na sua capacidade mas sim no número de flashes. Assim, por cada Eurolo que gastar numa pilha Philips ou Duracell Basic, poderá obter 11 unidades flash. Considerando que as baterias GP dão mais de 29 flashes, e as baterias Cosmos dão mais de 34.
As pilhas podem explodir?
Mesmo uma bateria pequena pode ser um grande problema, por exemplo, se a meter acidentalmente no bolso juntamente com as chaves. Os condutores dos eléctrodos podem entrar em curto-circuito, e então a célula sofrerá uma reacção química com abundância de gases, começará a aquecer e poderá eventualmente explodir.
Para evitar uma explosão, existem “espessamentos” especiais na junta de vedação que devem rebentar se houver excesso de pressão no interior da célula.
Uma verificação de curto-circuito mostrou que nenhuma das células explodiu, apenas que elas se tornaram muito quentes. Mas para além de um curto-circuito, há um caso mais perigoso de funcionamento anormal: inversão de polaridade.
Alguns dispositivos tais como lanternas, gravadores portáteis e balanças de chão requerem mais do que uma bateria. E se apenas um deles for instalado incorrectamente, misturando os lados positivo e negativo, pode ocorrer uma situação explosiva.
Felizmente, as baterias que testamos eram muito fiáveis. Todas as amostras abriram a válvula de segurança, libertando o gás acumulado e algum electrólito. Outras avaliações de segurança, incluindo variação de tensão nominal, resistência de isolamento e testes de fuga de electrólitos, também foram satisfatórias.
Líderes de testes
Os testes comparativos demonstraram a boa qualidade das pilhas alcalinas LR6 modernas, que excedem em muito os requisitos da norma.
– As baterias Cosmos oferecem o melhor desempenho de descarga numa vasta gama de modos de funcionamento, ou seja.e. são universais.
– Foram vistos bons resultados com as células Duracell Turbo, que dão ao jogador a potência por mais tempo.
– As pilhas Cosmos e Duracell Turbo podem rodar motores miniatura e engrenagens de brinquedo durante mais tempo do que outras pilhas.
– As pilhas Cosmos e Duracell Turbo proporcionam a longa duração dos rádios portáteis.
– As células Cosmos, GP e Sony podem produzir a maior quantidade de pulsos no modo fotoflash.
– As células do Cosmos têm o custo mais barato por Amp-hora . São também a melhor relação custo-benefício. Assim, pode-se argumentar que as baterias Cosmos são as melhores em termos de eficiência energética.
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