Na última aula, falámos sobre a diferença entre uma pilha, um acumulador e uma bateria. A partir desta aula, vamos aprofundar um pouco mais o estudo sobre os vários tipos de pilhas, começando nesta aula a falar sobre como se caracterizam as pilhas de zinco-carvão.

As pilhas de zinco-carvão, também chamadas de pilhas secas, fornecem uma tensão de 1,5 volts e  têm uma forma cilíndrica e podem ter diferentes tamanhos. Os vários tamanhos chamam-se R6, R14 e R20, sendo a mais pequena a R6 e a maior a R20. Existem ainda as pilhas de 4,5 volts, que são baterias de 3 pilhas de 1,5 volts, ligadas entre si e fechadas num só invólucro. O tamanho destas pilhas vai influenciar a intensidade de corrente que elas fornecem e não a tensão eléctrica de 1,5 volts, presente em qualquer uma delas. Dito isto, quanto maior for a pilha, maior será a intensidade de corrente que ela pode fornecer e durante mais tempo ela poderá fornecer a carga de 1,5 volts.

Podemos comparar a electricidade às correntes de água. Se imaginarmos um tanque com um tubo de determinado tamanho, qualquer que seja o tamanho do tanque será sempre a mesma quantidade de água que sairá pelo tubo. No entanto, quanto maior o tanque, durante mais tempo vai circular água por esse mesmo tubo.

 

A pilha de zinco-carvão deve a sua origem a Leclanché, embora a forma como hoje é fabricada esteja vinculada a Gassner, que transformou a pilha mais antiga de Leclanché, à base de carvão e zinco colocados no interior de um recipiente de cristal com sal de amoníaco dissolvido em água, na pilha dos dias de hoje, uma pilha seca e, portanto, sem líquidos e ainda uma pilha fechada hermeticamente que pode ser transportada.

 

Constituição de uma pilha seca de zinco-carvão:

 
De seguida vamos descrever como é constituída uma pilha seca de zinco-carvão, tal como é mostrado na imagem seguinte:

Corte longitudinal do interior de uma pilha seca (zinco-carvão)Uma pilha consiste num recipiente de zinco (1), que contém uma barra de carvão prensado no seu interior (2) e ao seu redor vários pedaços de grafite misturados com dióxido de manganésio, mantidos num recipiente poroso com pasta despolarizante (3). Entre este recipiente e o recipiente exterior encontra-se um electrólito (4), uma pasta ou líquido condutor de electricidade. Nas pilhas secas de zinco-carvão, o electrólito é uma solução pastosa de sal de amoníaco, onde é adicionado cloreto de zinco para prolongar a duração da pilha, para tornar constante a sua força electromotriz e para evitar a libertação de gases. Existe ainda uma câmara de expansão (5) protegida por um fecho hermético de plástico (6), sustentado por um aro metálico (7). Externamente a estes elementos, existe uma placa metálica de protecção (8) e uma cobertura à prova de humidade (9). O pólo positivo distingue-se por ter uma zona saliente (10) e o negativo por ser uma face lisa (11).

O eléctrodo positivo é sempre o que está em contacto com o carvão, enquanto que o eléctrodo negativo é o que está em contacto com o zinco.

 

Duração das pilhas secas de zinco-carvão:

 
Este tipo de pilhas não são as mais indicadas para trabalhar continuamente. Elas conseguem um rendimento e duração superior se funcionarem de uma forma intermitente, já que nos intervalos em que não estão a ser utilizadas, as reacções químicas decompostas durante o período de funcionamento, tendem a restabelecer-se neste período de descanso. Um exemplo disto é quando, por exemplo, utiliza este tipo de pilhas gastas num rádio. Se desligar o rádio durante alguns minutos, ao ligá-lo de novo dá a sensação que as pilhas têm novamente energia, mesmo que isto aconteça por apenas breves instantes.

 

Rádio receptor a pilhas

Onde são utilizadas as pilhas secas de zinco-carvão:

 
Em aparelhos mais simples e com baixo consumo de energia, como é exemplo de pequenos receptores de rádio, são normalmente usadas pilhas secas pequenas (R6). É claro que podem ser utilizadas pilhas de maior dimensão, como as R14 ou R20, que teriam uma duração muito superior, mas ocupariam muito mais espaço.

 

A escolha de uma pilha depende essencialmente de dois factores:

  • Para intensidades de corrente iguais, quanto maior for o tamanho da pilha, mais tempo o aparelho ficará a funcionar. Se o objectivo é a duração de funcionamento, usam-se pilhas maiores, as R20.
  • Se o aparelho é pequeno e existe a preocupação do espaço ocupado pela pilha, é recomendada a utilização de pilhas mais pequenas, como as R6.

É por isso muito importante escolher o tamanho adequado das pilhas quando se constrói um aparelho e ter em atenção a relação do tamanho do aparelho com a quantidade de energia que este vai consumir.

Nas próximas aulas vamos estudar outro tipo de pilhas e vamos ainda falar de acumuladores e fusíveis. Até breve e bom estudo.