Termos e definições da bateria
Vamos mergulhar!
O resumo a seguir é uma versão curta dos termos de bateria utilizados no dia-a-dia com baterias e tecnologia de baterias. Não é abrangente e foi concebido para proporcionar ao leigo uma compreensão básica dos termos da bateria . Deve permitir ao não-perito compreender as informações fornecidas pelos fabricantes e vendedores de baterias para facilitar a confiança nas discussões com estas organizações ao fazer compras de baterias.
Termos relacionados com a bateria
- AC
A corrente alternada é a condição em que o movimento da carga elétrica em um condutor é periodicamente revertido. - Ácido
Um químico que pode libertar iões de hidrogénio quando misturado com água. O ácido sulfúrico, H2SO4, é utilizado em uma bateria de chumbo-ácido como eletrólito. - Acumulador
Uma bateria ou célula recarregável. - Material Ativo
Os químicos em uma bateria que produzem e armazenam elétrons dentro de uma célula eletroquímica para serem liberados como energia elétrica. O material ativo reage com o eletrólito na descarga para fornecer elétrons de valência das reações de oxidação e redução que ocorrem nos eletrodos positivo e negativo.
- AGM (Tapete de Vidro Absorvente)
Este é um termo frequentemente aplicado a um tipo de bateria de chumbo-ácido recombinante selada que utiliza um material não tecido composto quase inteiramente de micro-fibras de vidro que absorve e retém o electrólito entre as placas de uma célula. O AGM é na verdade o tapete de vidro da célula que é altamente comprimido para garantir que ele absorve a quantidade correta de ácido e retém a pressão sobre o material ativo para evitar a perda de contato entre o AM e as grades de placas. - Ampere (Ampere, A)
A unidade de medida do caudal de electrões através de um circuito. 1 ampere = 1 coulomb por segundo.
- Ampere-Hour (Ampere-Hour, Ah): Uma unidade de medida da capacidade de armazenamento eléctrico de uma bateria, obtida multiplicando a corrente em amperes pelo tempo em horas de descarga. (Exemplo: Uma bateria que fornece 5 amperes durante 20 horas fornece 5 amperes x 20 horas = 100 amp-hrs de capacidade).
- Anodo: O eléctrodo negativo de uma célula. O ânodo perde elétrons durante a descarga (oxidação) e ganha elétrons durante a carga (redução).
- Bateria: Uma ou mais células eletroquímicas ligadas eletricamente em série ou em paralelo por conexões intercelulares.
- BMS: Sistema eletrônico que monitora um conjunto de baterias para maximizar sua vida útil e protegê-lo de danos causados por fatores como sobre e sub-carga, desequilíbrio individual de células e variações extremas de temperatura. O conjunto de baterias também deve proporcionar uma função de segurança e permitir a comunicação com outros dispositivos.
- Carrega o Boost Charge: Uma ou mais cargas rápidas adicionais curtas adicionais aplicadas a uma bateria, normalmente durante um ciclo de serviço, para garantir que ela completará seu serviço de aplicação.
- Grupo BCI: O número do Grupo BCI (Battery Council International) identifica uma bateria pelas suas características físicas e eléctricas. As dimensões (C x L x L x A), tensão, polaridade da disposição dos terminais e a forma e tipo do terminal. Esta caracterização permite ao comprador identificar uma bateria que irá caber no seu veículo.
- Capacidade: A capacidade de uma bateria é especificada como o número de amperes que a bateria irá fornecer a uma taxa de descarga e temperatura específicas. A capacidade de uma bateria não é um valor constante e é vista a diminuir com o aumento da taxa de descarga. A capacidade de uma bateria é afectada por vários factores como o peso do material activo, densidade do material activo, aderência do material activo à grelha, número, desenho e dimensões das placas, espaçamento entre placas, desenho dos separadores, gravidade específica e quantidade de material disponível eletrólito, ligas de rede, tensão limite final, taxa de descarga, temperatura, resistência interna e externa, idade e histórico de vida útil da bateria.
- Cátodo: O eléctrodo positivo de uma célula. O cátodo ganha elétrons durante a descarga (redução) e perde elétrons durante a carga (oxidação).
- Célula: Uma abreviatura de uma célula eletroquímica. Este consiste em dois materiais diferentes, geralmente metais dentro de um eletrólito condutor iônico. Os metais diferentes fornecem uma diferença potencial com base na sua posição na tabela eletroquímica. Esta diferença produz uma tensão EMF ou de célula única que define a tensão das baterias. Para o Níquel Cádmio isto é 1,2 V por célula e para o chumbo-ácido, é 2 volts.
- Aceitação de Carga: A capacidade de uma bateria aceitar e armazenar energia sob determinados parâmetros externos como tempo, temperatura, estado de carga, voltagem de carga ou histórico da bateria. Está geralmente ligado à resistência interna e à capacidade das baterias.
- Cranking Cranking Amps (CCA): Esta é uma classificação dada às baterias de ignição por luz de arranque de 12V (SLI) para mostrar a sua capacidade de ligar um motor em tempo frio. É definido como o número de amperes que podem ser removidos de uma nova bateria totalmente carregada a -180C durante 30 segundos, mantendo uma tensão superior a 7,2 volts.
- Carregador: Um dispositivo para fornecer energia eléctrica a uma bateria quando esta está em condições de descarga.
- Conduta: A facilidade com que a corrente eléctrica flui através de uma substância. Nas equações, a condutância é simbolizada pela letra maiúscula G. A unidade padrão de condutância é o siemens (abreviado S), anteriormente conhecido como mho que é o recíproco de resistência (ohm)
- Contentor: A caixa que contém os componentes da célula ou da bateria. Tem de ser inerte ao electrólito utilizado e o mais resistente possível ao impacto.
- Corrosão: A reação química ou eletroquímica de um material e seu ambiente, em que o material geralmente um metal produz um composto como produto da reação. Nos metais, é provocada pela reacção de oxidação (perda de electrões) que resulta num composto metálico, por exemplo, a descarga de PbSO4 na presença de ácido sulfúrico.
- Atual: Qualquer movimento de portadores de carga elétrica, tais como partículas de carga subatômica (por exemplo, elétrons com carga negativa, prótons com carga positiva), íons (átomos que perderam ou ganharam um ou mais elétrons), ou furos (deficiências de elétrons que podem ser pensados como partículas positivas). A corrente elétrica em um fio, onde os portadores de carga são elétrons, é uma medida da quantidade de carga que passa por qualquer ponto do fio por unidade de tempo.
- Ciclo: Em termos de bateria, um ciclo é uma sequência completa de uma descarga de uma condição de carga completa mais uma recarga completa para uma condição de carga completa.
- Vida do ciclo: O número de ciclos de carga-descarga definidos que uma bateria pode completar até que a sua tensão na descarga atinja um valor mínimo definido. os parâmetros da profundidade de descarga, taxa de descarga e recarga, ajustes de tensão para carga e descarga mais a temperatura são normalmente definidos para descrever a natureza de um teste de ciclo de vida. O número de ciclos que uma bateria irá completar depende de muitos factores para além dos parâmetros de teste definidos. Os factores típicos são o design das baterias, a sua química e os materiais de construção.
- Descarga profunda: É uma descarga que utiliza uma corrente que coloca uma bateria num estado em que a tensão é a mínima recomendada pelo fabricante para uma determinada taxa de descarga. Por exemplo, uma bateria de chumbo-ácido de tracção seria descarregada a 1,7 volts por célula durante um período de 5 horas seria 100% descarregada a uma taxa de C5.
- Bateria Deep-Cycle: Uma bateria que é projetada para dar o número máximo de ciclos quando descarregada à tensão mínima recomendada pelo fabricante para uma determinada taxa de descarga.
- Descarregando: Quando uma bateria é ligada a uma carga e fornece uma corrente, diz-se que está a descarregar.
Ainda mais termos técnicos da bateria!
- Electrólito: Uma bateria eletroquímica requer um meio condutor para a transferência de íons para permitir a carga e descarga dos eletrodos positivo e negativo.
Em uma bateria de chumbo-ácido, o eletrólito é ácido sulfúrico diluído com água. É um condutor que fornece água e sulfato para a reação eletroquímica:
PbO2 + Pb + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O.
Numa bateria de iões de lítio, o electrólito não reage com os eléctrodos, simplesmente transfere iões Li+ do cátodo para o ânodo ao carregar e do ânodo para o cátodo na descarga
- Testador Eletrônico: Um dispositivo eletrônico que avalia o estado de uma bateria através de uma medição resistiva ou de impedância que pode incluir resistência óhmica, capacitância, condutância metálica e iônica. Muitas vezes estes dispositivos utilizam impulsos de alta frequência e extraem correntes baixas.
- Elemento: Um conjunto de placas positivas e negativas montadas com separadores entre as placas.
- Carga de Equalização: O processo de assegurar que todas as células dentro de uma bateria estão num estado de carga completa. O eletrólito de cada célula também deve ser de densidade uniforme e livre de estratificação. Este é normalmente um processo realizado em múltiplas instalações ligadas a baterias que estavam a ser sub carregadas ou descarregadas frequentemente, impedindo que baterias ou células individuais atinjam o mesmo estado de carga. A corrente de carga é normalmente baixa e o período de tempo pode ser de até vários dias.
- Formação: Na fabricação da bateria, a formação é o processo de carregar a bateria pela primeira vez. Electroquimicamente, a formação muda a pasta de óxido de chumbo nas grelhas positivas em dióxido de chumbo e a pasta de óxido de chumbo nas grelhas negativas em chumbo esponjoso metálico.
- GEL: O nome frequentemente aplicado ao eletrólito de uma bateria de chumbo-ácido que foi misturado com um agente químico para produzir uma estrutura imobilizada não líquida. Isto pode ser feito usando um agente polimerizante ou pela adição de sílica fina em pó. O objectivo é evitar o derrame do electrólito e permitir a recombinação do hidrogénio e do oxigénio que são alugados pela avaria da água no carregamento (ver baterias VRLA). As baterias feitas com um electrólito gelificado são frequentemente referidas como baterias GEL.
- Grid: Uma estrutura metálica ou de liga metálica que suporta o material activo de uma placa de bateria. Ele conduz a corrente produzida pelo material ativo para os terminais da bateria ao descarregar e dos terminais para o material ativo em uma carga.
- Solo: O potencial de referência de um circuito. No uso automotivo, o resultado da fixação de um cabo de bateria à carroceria ou estrutura de um veículo que é usado como um caminho para completar um circuito em vez de um fio direto de um componente. Hoje, mais de 99 por cento das aplicações automotivas e LTV utilizam o terminal negativo da bateria como terra.
Grupo: Uma única célula de uma bateria composta pelo número correto de placas positivas e negativas com separadores que atingirão a capacidade nominal da bateria.
Tamanho do Grupo: O Battery Council International (BCI) atribui números e letras para tipos de baterias comuns. Existem normas para o tamanho máximo do contentor, localização e tipo de terminal e características especiais do contentor.
Hidrómetro: Um dispositivo usado para estimar a concentração de ácido ou alcalino no electrólito da bateria, medindo a sua gravidade específica.
Conectores Intercelulares: Estruturas que ligam células adjacentes em série, positivas de uma célula ao negativo da seguinte, dentro de uma bateria.
Impedância (Z): A resistência efetiva de um circuito elétrico ou componente à corrente alternada. Surge dos efeitos combinados da resistência óhmica e da reactância e tem a mesma unidade que a resistência, ou seja, ohms.
Resistência interna (RI): Uma bateria tem resistência, capacitância e indutância. Abaixo está uma representação da resistência total da bateria, que é chamada de modelo Randles
Ro= Resistência óhmica da bateria metálica + Electrólito + Separadores
RCT= Resistência de transferência de carga através da camada dupla elétrica (EDL)
Cdl=Capacitância da camada dupla
L=Indutância de alta frequência dos componentes metálicos
Zw= Impedância de Warburg representando efeitos de transporte em massa
E=EMF do circuito
- Bateria de chumbo-ácido: Bateria composta por placas que incluem um condutor de liga de chumbo e material activo de óxido de chumbo para o positivo e o puro chumbo esponjoso para o negativo. O eletrólito é ácido sulfúrico diluído na faixa de 30 a 40% em peso de ácido.
- Testador de Carga: Um instrumento que tira corrente de uma bateria enquanto mede a tensão. Determina a capacidade da bateria para fornecer
- Bateria de baixa manutenção: Uma bateria que não requer adições frequentes de água para encher o electrólito. Geralmente de 3 a 6 meses entre as adições com carga controlada.
Mais termos de armazenamento da bateria!
- MCA (Marine cranking amps): MCA é uma classificação da indústria que define a capacidade de uma bateria marinha de fornecer uma grande quantidade de amperagem por um curto período de tempo. Como as baterias marítimas normalmente nunca são utilizadas a temperaturas abaixo de zero, os amperes de manivela marítima são medidos a 32°F (0°C) em oposição aos 0°F (-18C) para os amperes de manivela a frio. A classificação é o número de amperes que podem ser removidos de uma bateria marítima a 32°F durante 30 segundos, mantendo uma tensão de pelo menos 7,2 volts para uma bateria de 12 volts. Quanto maior for a classificação MCA, maior será a potência de arranque da bateria marítima.
- Livre de manutenção: Uma bateria que normalmente não requer manutenção durante a sua vida útil quando se utilizam métodos de carregamento correctos.
- Negativo: A direcção do fluxo de electrões que descreve o potencial eléctrico. O terminal negativo da bateria fornece elétrons para reduzir o material ativo da placa durante a carga.
Mx+ + xe = M - Ohm (Ω): Uma unidade para medir a resistência eléctrica ou impedância dentro de um circuito eléctrico. Definida em unidades SI como a unidade SI de resistência elétrica, transmitindo uma corrente de um ampere quando submetida a uma diferença de potencial de um volts.
- A Lei de Ohm: A relação entre corrente, tensão e resistência de um condutor em um circuito elétrico
V = IxR (onde V = volts, I = amps e R = ohms) - Tensão em circuito aberto: A tensão de uma bateria quando os terminais estão em circuito aberto, ou seja, não sob carga.
- Placas: Estes são os componentes electroactivos de uma bateria que formam os eléctrodos positivo e negativo. Eles consistem em um condutor rígido que suporta o material ativo. O condutor pode estar em mais de uma forma, por exemplo, uma tira ou folha que suporte material ativo ou uma estrutura de grade que melhora a aderência do condutor/material ativo e reduz o peso total da bateria. As placas são positivas ou negativas, dependendo da polaridade dos eléctrodos da bateria para a qual são utilizadas.
- Positivo: O ponto a partir do qual a corrente flui para a parte negativa de um circuito na física convencional. O ponto ou terminal de uma bateria com maior potencial elétrico relativo. Em uma bateria, a placa positiva fornece uma reação de oxidação, esgotando os elétrons do material ativo que fluem para a placa negativa para fazer uma reação redutora.
- Bateria Primária: Uma bateria que pode armazenar e fornecer energia eléctrica mas que não pode ser recarregada electricamente. As químicas típicas incluem: (i) carbono-zinco (células Leclanche), (ii) alcalino-MnO2, (iii) lítio-MnO2, iv) Dióxido de lítio e enxofre, (v) bissulfureto de lítio e ferro, (vi) cloreto de lítiotio-ionilo (LiSOCl2), (vii) óxido de prata, e (viii) zinco-ar
- Classificação de Capacidade de Reserva: O tempo em minutos que uma nova bateria SLI totalmente carregada irá fornecer 25 amperes a 27°C (80°F) e manter uma tensão terminal igual ou superior a 1,75 volts por célula. Esta classificação representa o tempo em que a bateria continuará a funcionar com os acessórios essenciais em caso de falha do alternador ou gerador de um veículo.
- Resistência (Ω): A resistência elétrica é a oposição ao fluxo livre de corrente em um circuito ou bateria. A resistência converte energia eléctrica em energia térmica e, neste sentido, é semelhante ao atrito mecânico. Quando uma tensão é aplicada a um metal em um circuito, causa um movimento líquido de elétrons na banda de condução do metal.
- O movimento dos elétrons é dificultado pela vibração dos átomos na malha metálica, que provoca a perda de parte da energia elétrica da corrente elétrica como calor, que é a resistência. Uma vez que as vibrações da malha aumentam à medida que a temperatura aumenta, a resistência dos metais também aumenta à medida que a temperatura aumenta. Numa bateria, a resistência é parcialmente metálica devido aos condutores, parcialmente iónica devido ao electrólito e aos separadores e parcialmente indutiva devido provavelmente à criação de um campo magnético pelos condutores metálicos da bateria.
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- Bateria Selada: A maioria das baterias de recombinação são seladas com uma válvula de alívio de pressão para evitar a fuga de gás e facilitar a recombinação de oxigénio e hidrogénio para formar água (ver VRLA). Há também baterias que não são de manutenção e seladas para impedir o acesso interno, mas com respiradouros que não estão sob pressão para permitir que o gás escape livremente. Estas são baterias de perda de água muito baixas que não são recombinantes, mas que durarão a sua vida útil garantida de vários anos.
- Bateria Secundária: Uma bateria que pode armazenar e fornecer energia eléctrica e pode ser recarregada passando uma corrente directa através dela numa direcção oposta à da descarga.
- Separador: Um divisor poroso entre as placas positivas e negativas numa célula que permite que o fluxo de corrente iónica passe através dela. Os separadores são feitos de inúmeros materiais como polietileno, PVC, borracha, fibra de vidro, celulose e uma variedade de polímeros para diferentes electroquímicas.
- Curto Circuito: Uma ligação directa de baixa resistência entre a fonte positiva e negativa de uma fonte de energia eléctrica. Em uma bateria, um curto-circuito pode ser causado externamente entre os dois terminais, internamente um curto-circuito de célula pode ser o resultado do contato entre as placas positivas e negativas causado por separadores defeituosos ou a ponte das placas por material ativo solto ou até mesmo uma falha de fabricação.
- Gravidade específica (Sp. Gr. ou SG): A gravidade específica é uma medida da concentração do eletrólito em uma bateria. Esta medição é baseada na densidade do electrólito em comparação com a densidade da água e é tipicamente determinada pelo uso de um flutuador ou de um hidrómetro óptico.
- Arranque, Iluminação, Ignição (SLI) Bateria: Esta é uma bateria recarregável que fornece energia eléctrica a um automóvel para alimentar o motor de arranque, as luzes e o sistema de ignição do motor de um veículo. Quase invariavelmente uma bateria de chumbo ácido
- Estado da Carga (ou o Estado de Saúde): A quantidade de energia elétrica entregável de baixa taxa armazenada em uma bateria em um determinado momento, expressa como uma porcentagem da energia quando totalmente carregada e medida sob as mesmas condições de descarga. Se a bateria estiver totalmente carregada, diz-se que o estado de carga é de 100%.
- Estratificação: A concentração desigual do electrólito devido aos gradientes de densidade da base para o topo de uma célula. Muitas vezes encontradas em baterias de chumbo-ácido recarregadas a partir de uma descarga profunda a uma tensão constante. É o resultado da formação de ácido de alta densidade na superfície da placa que se afunda imediatamente no fundo da célula devido à baixa densidade do eletrólito da bateria descarregada. A menos que o eletrólito seja agitado pela gaseificação ocasional com uma tensão de carga mais alta, a estratificação pode reduzir seriamente a vida útil de uma bateria de chumbo-ácido, danificando o material ativo.
- Sulfato: Uma condição ou processo em baterias de chumbo-ácido causado por deixar a bateria em estado descarregado ou em estado de baixa carga por longos períodos. A reacção de descarga produz sulfato de chumbo tanto em placas positivas como negativas e no caso de algumas baterias de chumbo-ácido, particularmente aquelas com grelhas de chumbo-cálcio, pode levar à passivação das grelhas com alta resistência. Isto pode, em casos graves, impedir que a recarga normal da bateria a torne praticamente inútil.
- Terminais: Os condutores eléctricos externos da bateria a que está ligado um circuito externo. Normalmente, as baterias têm terminais superiores (postes) ou terminais laterais (frontais). Algumas baterias têm os dois tipos de terminais (terminal duplo).
- Ventilações: Dispositivos que permitem a fuga de gases da bateria enquanto retém o electrólito dentro da caixa. Os respiradouros de chamas normalmente contêm discos porosos que reduzem a probabilidade de uma explosão interna como resultado de uma faísca externa. Os respiradouros vêm tanto em desenhos permanentemente fixos como removíveis. Para baterias VRLA, os respiradouros contêm uma válvula de alívio de pressão.
- Volt (V): A unidade SI de força electromotriz, a diferença de potencial que transportaria 1 ampere de corrente contra 1 ohm de resistência.
- Queda de tensão: A diferença líquida no potencial elétrico, ou seja, a tensão quando medida através de uma resistência ou impedância. A sua relação com a corrente está descrita na lei de Ohm.
- Voltímetro: Um dispositivo electrónico usado para medir tensão, seja em formato digital ou analógico.
- VRLA: Descrição das baterias de chumbo-ácido que possuem válvulas de alívio de pressão unidireccionais que proíbem a entrada de ar na célula mas permitem a fuga dos gases produzidos em carga se a pressão interna da célula for demasiado elevada. Normalmente entre 0,1 e 0,3 psi, a pressão é necessária para garantir que o oxigênio e o hidrogênio produzidos em carga sejam capazes de recombinar para a água na célula. AGM e gel são os dois tipos de baterias VRLA. Estas baterias têm um electrólito líquido imobilizado, isto é conseguido utilizando um tapete de vidro (AGM) ou um agente gelificante (GEL).
- Watt (W): a unidade SI de potência, equivalente a um joule por segundo, correspondente à taxa de consumo de energia em um circuito elétrico onde a diferença de potencial é de um volt e a corrente de um ampere.
- watt = 1 Ampère x 1 Volt
- Watt-hora (Wh)
A unidade de medida da energia eléctrica expressa em watts x horas. É a energia que uma bateria não produz a capacidade que é medida em ampere-hora.
1 watt hora = 1 Ampola x 1 Volt x 1 hora
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